Навукоўцы навучыліся здабываць золата з камп'ютараў з дапамогай сыроваткі

• 20.03.2026, 13:46

Старая электроніка хавае ў сабе сапраўдныя скарбы.

Выкінутыя мацярынскія платы камп'ютараў утрымліваюць мізэрныя сляды каштоўных металаў, схаваныя пад пластамі пластыку і шкловалакна. Унутры шчыльных схем састарэлых ноўтбукаў або сервераў знаходзяцца тонкія дарожкі з золата, медзі і іншых праводных элементаў, якія калісьці перадавалі электронныя сігналы.

Здабыча гэтых металаў становіцца складанай, як толькі прылады дасягаюць канца свайго тэрміну службы. Па ўсім свеце перапрацоўчыя прадпрыемствы штогод апрацоўваюць тысячы тон электронных адходаў, разбіраючы састарэлыя прылады — ад зламаных ноўтбукаў да спісанага абсталявання дата-цэнтраў, піша Indian Defence Review.

Большасць заводаў па перапрацоўцы драбняць абсталяванне і выкарыстоўваюць высокія тэмпературы або моцныя хімікаты, каб аддзяліць металы ад пластыку і шкловалакна. Гэтыя прамысловыя метады спажываюць вялікую колькасць энергіі і часта ўтвараюць хімічныя рэшткі, якія неабходна ачышчаць перад паўторным выкарыстаннем матэрыялаў.

Калі даследчыкі з ETH Цюрых пачалі вывучаць выкінутую электроніку, сабраную з мясцовых плыняў адходаў, яны шукалі спосаб здабываць каштоўныя металы без выкарыстання жорсткіх прамысловых працэсаў. Каманда пад кіраўніцтвам прафесара Рафаэле Меццэнгі пачала эксперыментаваць з незвычайным матэрыялам, які звычайна становіцца адходам у зусім іншай галіне. Замест складаных механізмаў яны праверылі, ці можа пабочны прадукт вытворчасці сыру захопліваць каштоўныя элементы, схаваныя ўнутры старога камп'ютарнага абсталявання.

Іншы падыход да электронных адходаў

Сучасныя лічбавыя прылады змяшчаюць металы, сплаўленыя з пластыкам і шкловалакном так, што іх падзел складана ажыццяўляць на звычайных перапрацоўчых заводах. Стандартнае аднаўленне звычайна ўключае драбненне абсталявання і плаўленне металічных кампанентаў пры высокіх тэмпературах. Гэтыя тэрмічныя працэсы патрабуюць значнай энергіі і могуць даваць хімічныя пабочныя прадукты, якія патрабуюць далейшай апрацоўкі.

Даследчыкі з ETH Цюрых сабралі дзясяткі адзінак выкінутай электронікі, якая першапачаткова прызначалася для сметніка або спальвання. Каманда заўважыла, што існуючыя метады аднаўлення часта абапіраюцца на таксічныя хімікаты або вялікія затраты электраэнергіі, каб ізаляваць каштоўныя металы. Яны хацелі праверыць, ці зможа біялагічны матэрыял выканаць тую ж задачу, выкарыстоўваючы больш просты метад.

Іх увагу прыцягнула сыроватка — вадкасць, якая ўтвараецца пры вытворчасці сыру. Малачныя прадпрыемствы вырабляюць велізарныя аб'ёмы сыроваткі, і значная яе частка лічыцца малакаштоўным адходам. Вадкасць утрымлівае сыроватачныя бялкі, якія могуць ператварацца ў незвычайныя малекулярныя структуры пры кантраляваных хімічных умовах.

Ператварэнне малочных адходаў у золата

Каманда пад кіраўніцтвам прафесара Рафаэле Меццэнгі выявіла, што сыроватачныя бялкі можна ператварыць у спецыялізаваны фільтр, здольны здабываць каштоўныя металы з раствораных электронных кампанентаў. Калі даследчыкі пратэсціравалі матэрыял на ломе з выкінутай электронікі, вынікі наглядна прадэманстравалі эфектыўнасць метадыкі.

У адным эксперыменце навукоўцы прапусцілі праз сваю сістэму 20 выкінутых мацярынскіх плат. Пасля завяршэння працэсу экстракцыі даследчыкі атрымалі невялікі металічны самародак вагой каля 450 міліграмаў. Лабараторны аналіз паказаў, што гэта было 22-каратнае золата з чысцінёй каля 91 працэнта.

Каманда апублікавала вынікі ў часопісе Advanced Materials, апісаўшы, як матэрыял селектыўна захоплівае золата з сумесі раствораных металаў, уключаючы медзь, жалеза і алюміній. Паколькі здабыты метал ужо мае высокую чысціню, яго можна выкарыстоўваць у прамысловых мэтах без складанай другаснай ачысткі.

«Найбольш мне падабаецца тое, што мы выкарыстоўваем пабочны прадукт харчовай прамысловасці для атрымання золата з электронных адходаў», — сказаў Рафаэле Меццэнга падчас прэзентацыі вынікаў.

Даследчыкі таксама падлічылі, што кошт здабытага золата значна перавышае выдаткі на вытворчасць бялковага матэрыялу. Выкарыстанне аднаго патоку адходаў для перапрацоўкі іншага стварае цыклічны падыход, які злучае электронную прамысловасць з малочнай.

Як працуе бялковая губка

Працэс пачынаецца з награвання сыроватачных бялкоў у кіслым асяроддзі. Гэта апрацоўка прымушае бялкі рэарганізоўвацца ў мікраскапічныя валокны, якія называюцца амілоіднымі фібрыламі. Гэтыя надзвычай тонкія валокны натуральна збіраюцца ў гелеўпадобную сетку, якую пазней можна высушыць у парыстую губку.

Атрыманае бялковае губчатае цела ўтрымлівае шчыльную сетку мікраскапічных валокнаў, што стварае вялікую плошчу паверхні. Такая структура дазваляе губцы эфектыўна ўзаемадзейнічаць з растворанымі іёнамі металаў у вадкіх растворах. Калі электронныя кампаненты ператвараюцца ў сумесь, багатую на іёны, губка працуе як селектыўны фільтр.

Для падрыхтоўкі электронікі даследчыкі спачатку растварылі металічныя часткі камп'ютарных мацярынскіх плат у кіслотным растворы. Як толькі металы ператвараліся ў іёны, губку змяшчалі непасрэдна ў вадкасць. Іёны золата прыляпаліся да амілоідных фібрылаў значна мацней, чым большасць іншых металаў у сумесі.

«Цяжка ўявіць нешта больш экалагічнае!» — сказаў Рафаэле Меццэнга, апісваючы працэс.

Стабільнасць губкі ў кіслых асяроддзях аказалася важнай для працэсу экстракцыі. Паводле слоў даследчай групы, матэрыял таксама можна вырабляць у буйных маштабах з выкарыстаннем абсталявання, якое ўжо маецца на многіх існуючых прадпрыемствах па перапрацоўцы харчовых прадуктаў.

Аднаўленне металу

Пасля таго як губка паглынае іёны металаў, яе неабходна нагрэць, каб вызваліць захоплены матэрыял. На гэтым этапе іёны аднаўляюцца да металічных часцінак, якія скупляюцца на паверхні. Затым гэтыя часцінкі можна сплавіць разам, каб сфармаваць невялікія зліткі металу.

Працэс награвання разбурае бялковую губку, але зыходны матэрыял застаецца танным, бо ён атрымліваецца з лішкаў малочных адходаў. Паводле даных даследчыкаў, кошт набыцця сыроваткі прыкладна ў 50 разоў ніжэйшы за рыначны кошт золата, якое можна здабыць з дапамогай гэтага працэсу.

Вядучы даследчык Мохаммад Пейдайеш адзначыў, што гэта эканамічная перавага можа зрабіць тэхналогію прывабнай для перапрацоўчых кампаній, якія шукаюць лепшыя спосабы здабычы каштоўных металаў з электронных адходаў.

«Тэхналогія гатовая да выхаду на рынак», — сказаў Рафаэле Меццэнга, абмяркоўваючы магчымасць маштабавання сістэмы для прамысловага выкарыстання.

Пашырэнне метаду аднаўлення

Хаця пачатковыя эксперыменты былі засяроджаныя на золаце, даследчыкі мяркуюць, што той жа падыход з цягам часу можна будзе адаптаваць для здабычы іншых каштоўных элементаў, якія змяшчаюцца ў электронных кампанентах. Такія металы, як плаціна і паладзій, шырока выкарыстоўваюцца ў сучасных схемах і прамысловым абсталяванні.

Рэгулюючы кіслотнасць і тэмпературу пры фармаванні амілоідных фібрылаў, каманда мяркуе, што бялковая губка патэнцыйна зможа селектыўна захопліваць іёны іншых металаў. Пашырэнне працэсу можа павялічыць асартымент матэрыялаў, што здабываюцца з выкінутай электронікі.

Даследчыкі таксама плануюць удасканаліць хімічную апрацоўку, якая выкарыстоўваецца для растварэння абсталявання, каб кіслотны раствор можна было нейтралізаваць і выкарыстоўваць паўторна.

Спалучэнне адходаў малочнай прамысловасці з ломам камп'ютарных мацярынскіх плат дэманструе цыклічны метад, які ператварае два асобныя патокі адходаў у каштоўныя матэрыялы.

Самародак, атрыманы падчас лабараторнага эксперыменту, важыў 450 міліграмаў і ўтрымліваў 91 працэнт золата і 9 працэнтаў медзі, што адпавядае складу 22-каратнага золата высокай якасці.