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(Noticias de Nanowerk) Muchos metales valiosos como Au, Ag, Li y U son vitales para la alta tecnología y la industria moderna. Las reservas minerales terrestres de estos metales son generalmente muy limitadas o sufren altos costos de extracción. Aunque la mayoría de estos valiosos iones metálicos se han encontrado en el océano, los adsorbentes económicos y altamente eficientes siguen siendo clave para desarrollar la extracción de estos metales del agua de mar.
Un grupo de investigación dirigido por el Prof. LI Chaoxu del Instituto de Bioenergía y Tecnología de Bioprocesos de Qingdao (QIBEBT) de la Academia de Ciencias de China (CAS) ha demostrado que las nanofibrillas biológicas pueden extraer de manera eficiente elementos metálicos valiosos del agua.
Sus resultados fueron publicados en ACS nano («Encapsulación de aerogeles de nanofibras amidoximadas en traqueidas de células de madera para una adsorción en cascada eficiente de iones de uranio»).
En los últimos años, el grupo ha investigado mucho sobre la exfoliación y el autoensamblaje de nanofibrillas biológicas. Descubrieron que la sustitución de cianoetilo podría permitir la exfoliación rápida de las nanofibrillas de cianoetilcelulosa mediante un cizallamiento suave (por ejemplo, agitación manual y homogeneización) en 30 minutos con una conversión de hasta ~90 %.
Recientemente, descubrieron que durante un proceso de oximación de amida in situ, las fibrillas de celulosa se exfoliaban preferentemente de la capa pobre en lignina de las paredes celulares secundarias de la madera de balsa y estas fibrillas se llenaban en las traqueidas de las células de la madera.
Si las traqueidas de las células se orientan perpendicularmente al flujo, las maderas resultantes podrían servir como membranas de filtración eficientes y de alta presión para capturar iones de uranio acuático, de manera análoga a una filtración en cascada típica, lo que permite una relación de retención >99 % y un flujo de ~920 L·m-2 H-1 para una membrana autoportante de 2 mm de espesor bajo una presión de 6 bares.
«Este estudio no solo proporciona un enfoque in situ para fabricar nanomateriales biológicos, sino que también proporciona una ruta sostenible para la extracción altamente eficiente de uranio acuoso», dijo el profesor LI Mingjie, uno de los autores correspondientes del estudio.
En su reseña publicada en exploración («Nanomateriales biofibrosos para extraer iones metálicos estratégicos del agua») informaron que los grupos funcionales (p. ej., carboxilo, amino, fosfonato e hidroxi) de las nanofibrillas biológicas facilitan la reducción química y la captura de iones metálicos nobles (p. ej., Au, Ag y Pt). del agua y ofrece una ruta ecológica y sostenible para la recuperación de metales preciosos.
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