01 Maret 2024 (Spotlight Nanowerk) Limbah elektronik merupakan salah satu tantangan limbah yang paling cepat berkembang di seluruh dunia, dengan jumlah yang lebih besar 50 juta ton dihasilkan setiap tahunnya. Namun tersembunyi di dalam perangkat-perangkat usang terdapat sejumlah besar emas berharga yang digunakan dalam produksi elektronik. Memulihkan logam-logam langka dan berharga ini dengan cara yang terukur dan ramah lingkungan masih menjadi tantangan teknis yang tak kunjung usai. Teknik ekstraksi konvensional gagal memisahkan unsur emas secara efisien dalam aliran limbah elektronik kompleks yang juga mengandung logam dasar yang jauh lebih melimpah seperti besi atau aluminium. Mengubah limbah elektronik dan makanan secara bersamaan menjadi nilai baru yang berkelanjutan sejauh ini telah melampaui kemampuan teknologi daur ulang. Kini, para peneliti di ETH Zurich telah mengembangkan solusi berkelanjutan yang menjanjikan untuk mengekstraksi emas dari limbah elektronik dengan menggunakan amiloid aerogel berasal dari sisa makanan. Pendekatan ini menjanjikan sebagai sistem loop tertutup yang dapat menyediakan pasokan emas dalam negeri yang dapat diandalkan sekaligus mengalihkan dua aliran limbah utama dari tempat pembuangan sampah. Berdasarkan penelitian terbaru yang menunjukkan nanofibril protein amiloid dapat menghilangkan logam berat dari air, penulis menunjukkan bahwa adsorben aerogel yang luar biasa ini menunjukkan selektivitas tinggi terhadap emas dan dapat mengekstraknya langsung dari larutan limbah elektronik yang kompleks. Studi yang dipublikasikan di advanced Material (โPemulihan Emas dari Limbah Elektronik dengan Aerogel Amiloid Limbah Makananโ), menawarkan solusi sirkular yang mencapai berbagai tujuan keberlanjutan dengan mengubah dua aliran limbah menjadi bernilai tinggi. Jika skalanya berhasil, terobosan ini dapat meningkatkan pasokan emas global dengan cara yang ramah lingkungan untuk memenuhi peningkatan permintaan. Ini juga memelopori generasi baru bahan fungsional berbasis protein.
Rute skematis diikuti untuk menghasilkan nilai bagus melalui emas murni, yang diekstraksi dari sisa makanan (whey) dan limbah elektronik sebagai bahan sumber awal. (Dicetak ulang dengan izin dari Wiley-VCH Verlag)
Menghasilkan Nilai Rapi dari Aliran Limbah
Wawasan utama para peneliti adalah menyadari bahwa mereka dapat mendaur ulang dua bahan limbah yang sangat berbeda โ limbah elektronik dan produk sampingan makanan seperti whey โ untuk menciptakan komoditas baru yang berharga, yaitu emas murni. Mereka bertujuan untuk mengembangkan bahan aerogel dari protein dalam whey, aliran limbah industri susu yang tersebar luas, yang dapat menyerap ion emas dari larutan limbah elektronik yang bersifat asam. Jika berhasil, baik limbah elektronik maupun limbah whey akan menghasilkan kehidupan kedua yang produktif, dibandingkan menyebabkan kerusakan lingkungan akibat penimbunan atau pembakaran. Mereka pertama kali mengkonfirmasi bahwa amiloid, suatu kelas unik dari agregat protein yang sangat teratur yang memberikan stabilitas struktural, dapat dengan mudah dibentuk dari protein whey ฮฒ-laktoglobulin di bawah pemanasan dan pengasaman. Nanofibril ini memiliki rasio luas permukaan terhadap volume yang luar biasa serta gugus kimia melimpah yang mendorong adsorpsi logam berat. Mereka menghubungkan fibril amiloid menggunakan molekul kecil yang ramah lingkungan untuk menciptakan monolit aerogel yang kaku dan berpori dengan porositas lebih dari 97% yang ringan dan kuat secara mekanis.Kapasitas dan Selektivitas Adsorpsi Emas yang Luar Biasa
Aerogel amiloid yang dihasilkan menunjukkan afinitas yang luar biasa terhadap emas dibandingkan dengan logam umum lainnya dalam limbah elektronik seperti besi, tembaga, seng, timbal, kromium, dan nikel. Dalam beberapa larutan berair yang mengandung ion logam berbeda dengan konsentrasi yang sama, lebih dari 93% ion emas secara konsisten teradsorpsi ke aerogel, sementara persentase adsorpsi untuk logam lain tetap dalam satu digit. Selektivitas yang mengesankan ini muncul baik dari interaksi pengkelat intrinsik emas dengan asam amino seperti sistein pada permukaan amiloid, serta tarikan elektrostatik antara ion emas anionik ke aerogel bermuatan positif dalam kondisi asam. Adsorpsi emas mencapai penyelesaian 94% dalam waktu kurang dari 5 menit karena perpindahan massa yang sangat efisien ke banyak tempat pengikatan, dengan kapasitas terukur maksimum lebih dari 1,800 miligram emas per gram aerogel โ suatu urutan besarnya di atas karbon aktif konvensional yang digunakan saat ini. Para peneliti menemukan aerogel amiloid bekerja dengan baik pada beragam konsentrasi emas dan tingkat pH larutan. Analisis isoterm adsorpsi kesetimbangan menentukan gel berbasis bio ini dapat menangkap 55 milimol emas per liter fibril jenuh. Selain penyerapan cepat emas ionik, aerogel amiloid memfasilitasi reduksi bersih dan kristalisasi menjadi serpihan emas murni dan nanopartikel pada permukaan berporinya. Mikroskopi dan spektroskopi sepenuhnya memverifikasi bahwa sebagian emas yang diekstraksi ada sebagai trombosit kristal heksagonal murni dengan ketebalan 55 nanometer. Menariknya, protein tersebut tampaknya menghambat pertumbuhan pada aspek tertentu dari kristal emas, sehingga mendorong morfologi 2D yang lebih datar daripada partikel berbentuk bola.Ekstraksi Emas Murni yang Efisien dari Limbah Elektronik
Didorong oleh temuan awal ini, kelompok tersebut melanjutkan untuk memvalidasi apakah aerogel dapat secara selektif mengambil emas dari limbah elektronik asli dibandingkan larutan murni. Mereka melarutkan motherboard komputer, komponen limbah elektronik standar, dalam asam klorida dan asam nitrat untuk membebaskan logam yang terperangkap menjadi bentuk ionik yang dapat larut. Meskipun konsentrasi emas lima ribu kali lebih rendah dibandingkan dengan logam lain seperti besi dan tembaga dalam campuran kompleks ini, aerogel amiloid mengekstraksi 66.8% dari seluruh emas terlarut setelah paparan pasif, melampaui persentase penyerapan semua elemen lainnya. Pemanasan gel yang mengandung emas melepaskan nugget emas metalik murni yang mengandung lebih dari 90% berat emas, dengan sedikit pengotor tembaga dan nikel. Kemurnian emas 21-22 karat ini jauh melebihi standar industri untuk perhiasan dengan karat tinggi, menunjukkan selektivitas yang luar biasa dalam melepaskan emas bahkan dari larutan dengan logam pesaing yang jauh lebih melimpah. Analisis ekonomi menemukan bahwa biaya operasional rata-rata sekitar $1.10 untuk memperoleh setiap gram emas mendekati murni menggunakan teknik aerogel berbasis bio ini, dibandingkan dengan harga pasar emas saat ini sebesar $50 per gram. Selain itu, pemodelan dampak lingkungan yang komprehensif menunjukkan adanya pengurangan substansial dalam emisi karbon, konsumsi energi fosil, polusi air dan kerusakan lainnya dibandingkan dengan metode pemulihan konvensional. Tingginya hasil dari solusi limbah elektronik, bahan ramah lingkungan, dan metrik keberlanjutan yang unggul menegaskan janji aerogel amiloid sebagai strategi produksi ramah lingkungan yang kompetitif secara ekonomi untuk mendapatkan kembali emas dari barang elektronik yang dibuang. Penelitian perintis ini memupuk inovasi di titik temu antara rekayasa protein, material canggih, dan penggunaan sumber daya sirkular untuk mengubah limbah makanan dan elektronik menjadi emas bernilai tinggi secara berkelanjutan. Jika berhasil dikomersialkan, pendekatan seperti ini dapat memberikan masyarakat pasokan emas domestik yang dapat diandalkan dengan cara yang ramah lingkungan, mengurangi ketergantungan pada penambangan sekaligus mengalihkan aliran limbah dari tempat pembuangan sampah. Secara lebih luas, hal ini menyoroti potensi biomaterial modular berbasis protein untuk berfungsi sebagai platform generasi mendatang yang dapat beradaptasi untuk penangkapan selektif dan pelepasan unsur-unsur langka dari sumber yang tidak konvensional. Masih ada pertanyaan terbuka seputar peningkatan sintesis dan integrasi dengan infrastruktur daur ulang limbah elektronik yang ada yang harus diatasi sebelum diadopsi secara luas. Namun secara keseluruhan, kelayakan teknis yang ditunjukkan dan dividen keberlanjutan yang berlipat ganda menunjukkan kekuatan valorisasi limbah yang sinergis untuk menghasilkan komoditas premium yang hemat biaya dan merangsang pembangunan berkelanjutan.
โ Michael adalah penulis tiga buku oleh Royal Society of Chemistry:
Masyarakat Nano: Mendorong Batas Teknologi,
Nanoteknologi: Masa Depan Mungil, dan
Nanoengineering: Keterampilan dan Peralatan Membuat Teknologi Tak Terlihat
Hak Cipta ยฉ
Nanowerk LLC
Menjadi penulis tamu Spotlight! Bergabunglah dengan grup kami yang besar dan terus berkembang kontributor tamu. Apakah Anda baru saja menerbitkan makalah ilmiah atau memiliki perkembangan menarik lainnya untuk dibagikan dengan komunitas nanoteknologi? Berikut adalah cara mempublikasikan di nanowerk.com.
- Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
- PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
- PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
- PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
- PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
- Sumber: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=64768.php
- :memiliki
- :adalah
- 01
- 1
- 10
- 12
- 2%
- 2D
- 31
- 32
- 4
- 5
- 55
- 6
- 66
- 7
- 8
- 800
- 9
- a
- atas
- berlimpah-limpah
- Mencapai
- di seluruh
- diaktifkan
- tambahan
- dialamatkan
- Adopsi
- maju
- Materi canggih
- afinitas
- Setelah
- agregat
- ditujukan
- Semua
- juga
- jumlah
- amyloid
- an
- analisis
- dan
- muncul
- pendekatan
- DAERAH
- muncul
- sekitar
- AS
- At
- daya tarik
- penulis
- penulis
- rata-rata
- mendasarkan
- BE
- sebelum
- Berger
- antara
- mengikat
- Biomaterial
- Buku-buku
- kedua
- batas-batas
- terobosan
- secara luas
- Bangunan
- by
- CAN
- kemampuan
- kapasitas
- Kapasitas
- menangkap
- karbon
- emisi karbon
- menyebabkan
- pusat
- tertentu
- tantangan
- dibebankan
- kimia
- kimia
- khrom
- bundar
- kelas
- membersihkan
- Komoditas
- komoditi
- Umum
- masyarakat
- dibandingkan
- bersaing
- kompetitif
- penyelesaian
- kompleks
- komponen
- luas
- komputer
- konsentrasi
- Kondisi
- DIKONFIRMASI
- secara konsisten
- konsumsi
- mengandung
- konvensional
- Tembaga
- bisa
- membuat
- Sekarang
- susu
- kerusakan
- Tanggal
- penurunan
- Permintaan
- mendemonstrasikan
- menunjukkan
- menunjukkan
- Berasal
- Meskipun
- ditentukan
- mengembangkan
- dikembangkan
- Pengembangan
- Perkembangan
- Devices
- berbeda
- digit
- langsung
- dibuang
- ditampilkan
- beberapa
- dividen
- Domestik
- mendorong
- dua
- setiap
- Ramah lingkungan
- Ekonomis
- Analisis Ekonomi
- secara ekonomis
- efisien
- efisien
- Elektronik
- Elektronik
- elemen
- emisi
- didorong
- abadi
- energi
- Konsumsi Energi
- Teknik
- lingkungan
- lingkungan
- sama
- Kesetimbangan
- ETH
- ETH Zurich
- Bahkan
- melampaui
- melebihi
- luar biasa
- menarik
- menunjukkan
- ada
- ada
- biaya
- Pencahayaan
- ekstrak
- ekstraksi
- segi
- difasilitasi
- GAGAL
- jauh
- tercepat
- tercepat
- Temuan
- Pertama
- lima
- diikuti
- makanan
- Untuk
- bentuk
- dibentuk
- fosil
- ditemukan
- Gratis
- dari
- sepenuhnya
- fungsionil
- masa depan
- Mendapatkan
- menghasilkan
- dihasilkan
- generasi
- asli
- gif
- Aksi
- Gold
- Gram
- sangat
- Hijau
- Kelompok
- Grup
- Pertumbuhan
- Pertumbuhan
- Tamu
- Memiliki
- berat
- Tersembunyi
- High
- bernilai tinggi
- Yield tinggi
- highlight
- sangat
- Seterpercayaapakah Olymp Trade? Kesimpulan
- How To
- HTTPS
- rintangan
- if
- gambar
- Dampak
- impresif
- in
- Meningkatkan
- industri
- standar industri
- Infrastruktur
- mulanya
- Innovation
- wawasan
- integrasi
- interaksi
- persimpangan
- ke
- hakiki
- Ionik
- IT
- perhiasan
- ikut
- jpg
- hanya
- kunci
- besar
- memimpin
- adalah ide yang bagus
- terletak
- ringan
- 'like'
- hidup
- logo
- menurunkan
- besarnya
- utama
- Membuat
- cara
- pabrik
- Pasar
- Massa
- bahan
- bahan
- maksimum
- diukur
- Pelajari
- logam
- Logam
- metode
- Metrik
- Michael
- Mikroskopi
- Tengah
- juta
- Pertambangan
- menit
- mencampur
- pemodelan
- modular
- lebih
- beberapa
- harus
- nama
- ะฝะฐะฝะพัะตั ะฝะพะปะพะณะธะธ
- Dekat
- Rapi
- New
- generasi selanjutnya
- Nikel
- sekarang
- target
- usang
- memperoleh
- of
- Penawaran
- on
- ONE
- Buka
- operasional
- or
- urutan
- Lainnya
- kami
- lebih
- secara keseluruhan
- kertas
- pasif
- untuk
- Persentase
- dilakukan
- izin
- PHP
- Kepeloporan
- pelopor
- Platform
- plato
- Kecerdasan Data Plato
- Data Plato
- Polusi
- bagian
- pose
- positif
- memiliki
- potensi
- kekuasaan
- Berharga
- Premium
- umum
- harga pompa cor beton mini
- Produksi
- produktif
- janji
- menjanjikan
- mempromosikan
- Protein
- Protein
- memberikan
- menerbitkan
- diterbitkan
- penerbit
- murni
- Mendorong
- Pertanyaan
- jarak
- cepat
- agak
- perbandingan
- tercapai
- segera
- mewujudkan
- baru
- pulih
- pemulihan
- daur ulang
- pengurangan
- pengurangan
- melepaskan
- dirilis
- dapat diandalkan
- kepercayaan
- tinggal
- tetap
- sisa
- luar biasa
- menghapus
- penelitian
- peneliti
- sumber
- dihasilkan
- Terungkap
- kaku
- kenaikan
- kuat
- Rute
- kerajaan
- terukur
- meningkatkan
- diskalakan
- Langka
- ilmiah
- Kedua
- selektif
- terpisah
- penyerapan
- melayani
- beberapa
- Share
- menampilkan
- menunjukkan
- serentak
- tunggal
- Situs
- keterampilan
- kecil
- So
- sejauh ini
- Masyarakat
- larutan
- Solusi
- sumber
- sumber
- Spektroskopi
- lampu sorot
- Stabilitas
- standar
- standar
- Mulai
- merangsang
- Penyelarasan
- aliran
- stream
- struktural
- Belajar
- besar
- sukses
- berhasil
- seperti itu
- unggul
- perbekalan
- Permukaan
- Sekitarnya
- Keberlanjutan
- berkelanjutan
- Pembangunan berkelanjutan
- secara berkelanjutan
- sinergis
- perpaduan
- sistem
- Teknis
- teknik
- teknik
- Teknologi
- Teknologi
- dari
- bahwa
- Grafik
- Masa depan
- mereka
- Sana.
- Ini
- mereka
- ini
- meskipun?
- ribu
- tiga
- kali
- untuk
- Nada
- alat
- terhadap
- jejak
- transfer
- Mengubah
- mengubah
- terperangkap
- dahsyat
- dua
- inkonvensional
- bawah
- unik
- Pembaruan
- URL
- penggunaan
- bekas
- menggunakan
- MENGESAHKAN
- Berharga
- nilai
- diverifikasi
- sangat
- melalui
- kelangsungan hidup
- volume
- adalah
- Limbah
- air
- berat
- BAIK
- adalah
- sementara
- SIAPA
- tersebar luas
- dengan
- dalam
- industri udang di seluruh dunia.
- akan
- namun
- Menghasilkan
- kamu
- Anda
- zephyrnet.dll
- Zurich
Lebih dari Nanowerk
Perangkat lunak sumber terbuka memungkinkan peneliti membuat objek bulat berskala nano dari DNA
Node Sumber: 1788886
Stempel Waktu: Desember 23, 2022
Para peneliti mengungkap kekuatan nirkabel untuk implan medis menggunakan cahaya inframerah-dekat
Node Sumber: 2223241
Stempel Waktu: Agustus 18, 2023
Perangkat nirkabel pertama yang dikembangkan untuk memunculkan daya magnet pada bahan non-magnetik
Node Sumber: 2356267
Stempel Waktu: Oktober 30, 2023
Partikel nano akan mengubah dunia, namun apakah dunia akan menjadi lebih baik tergantung pada keputusan yang diambil saat ini
Node Sumber: 2258608
Stempel Waktu: September 7, 2023
Metode baru untuk memintal bahan serat 3D dapat memungkinkan insulasi tingkat lanjut, pembersihan oli, dan banyak lagi
Node Sumber: 2264757
Stempel Waktu: September 11, 2023
Apakah ada kehidupan di Mars? Penemu kami mungkin tidak tahu
Node Sumber: 1971188
Stempel Waktu: Februari 21, 2023
Prototipe material pintar menantang hukum gerak Newton
Node Sumber: 2102868
Stempel Waktu: 19 Mei 2023
AI dapat membantu pembangkit listrik menangkap karbon dengan menggunakan energi 36% lebih sedikit dari Jaringan Listrik
Node Sumber: 2442056
Stempel Waktu: Jan 15, 2024
Bahan sel surya dapat membantu mobil self-driving dalam kegelapan
Node Sumber: 2303751
Stempel Waktu: September 28, 2023
Para ilmuwan memasukkan deretan atom logam ke dalam bundel nanofiber
Node Sumber: 1992515
Stempel Waktu: Mar 4, 2023
Alat nanoskopi menilai alternatif pencegahan COVID-19
Node Sumber: 1912244
Stempel Waktu: Jan 20, 2023