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(Noticias de Nanowerk) ¿Qué tienen que ver las mazorcas de maíz y las pieles de tomate con la electrónica? Ambos se pueden utilizar para recuperar valiosos elementos de tierras raras como el neodimio de los desechos electrónicos. Los investigadores de Penn State utilizaron micro y nanopartículas hechas de materiales orgánicos para capturar elementos de tierras raras de soluciones acuosas.
Tus resultados serán publicados en Revista de ingeniería de procesos («Materiales micro y nanoestructurados de base biológica altamente funcionales para la recuperación de neodimio»).
«Los productos de desecho como las mazorcas de maíz, la pulpa, el algodón y las pieles de tomate a menudo terminan en vertederos o compost», dijo el autor correspondiente Amir Sheikhi, profesor asistente de ingeniería química. «Queríamos convertir estos productos de desecho en partículas a micro o nanoescala capaces de extraer elementos de tierras raras de los desechos electrónicos».
![Después de remojar los materiales en agua (como se muestra en la columna central), los investigadores reaccionaron químicamente con pulpa de madera triturada, papel de algodón y mazorcas de maíz molidas y cáscaras de tomate para convertirlos en microproductos, nanopartículas y biopolímeros solubilizados (tercera columna).](https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=61317.php/id61317_1.jpg)
Los metales de tierras raras se utilizan para fabricar potentes imanes que se utilizan en motores para automóviles eléctricos e híbridos, parlantes, auriculares, computadoras, turbinas eólicas, pantallas de televisión y más. Sin embargo, según Sheikhi, la extracción de estos metales está resultando difícil y ambientalmente benigna, ya que se requieren grandes áreas de tierra para extraer incluso pequeñas cantidades de metales. En cambio, los esfuerzos se han centrado en reciclar los metales de los desechos electrónicos, como computadoras viejas o placas de circuitos.
El desafío radica en separar de manera eficiente los metales de los desechos, dijo Sheikhi.
«Usando los materiales orgánicos como plataforma, hemos creado micro y nanopartículas altamente funcionales que pueden adherirse a metales como el neodimio y separarlos del líquido circundante», dijo Sheikhi. «A través de interacciones electrostáticas, los materiales cargados negativamente en el rango micro y nano se unen a los iones de neodimio cargados positivamente y los separan».
Para preparar el experimento, el equipo de Sheikhi trituró la piel de los tomates y las mazorcas de maíz, y cortó la pulpa y el papel de algodón en trozos pequeños y delgados y los sumergió en agua. Luego hicieron reaccionar químicamente estos materiales de manera controlada para descomponerlos en tres fracciones distintas de materiales funcionales: microproductos, nanopartículas y biopolímeros solubilizados. La adición de microproductos o nanopartículas a las soluciones de neodimio desencadenó el proceso de separación, lo que resultó en la captura de muestras de neodimio.
En este último artículo, Sheikhi mejoró el proceso de separación demostrado en un trabajo anterior (Revista de ingeniería de procesos«Celulosa de nanoingeniería para la eliminación seleccionada de neodimio: hacia la recuperación sostenible de elementos de tierras raras») y extrajo cantidades de muestra más grandes de neodimio de soluciones menos concentradas.
Sheikhi planea extender su mecanismo de desconexión a escenarios del mundo real y trabajar con industrias interesadas para seguir probando el proceso.
«En un futuro cercano, queremos probar nuestro proceso en muestras industriales realistas», dijo Sheikhi.
«También esperamos ajustar la selectividad de los materiales a otros elementos de tierras raras y metales preciosos como el oro y la plata, para que también podamos separarlos de los productos de desecho».
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