Химики прокладывают путь к переработке выброшенных SIM-карт не для электроники, а для медицины.
SIM-карты, которые позволяют вашему телефону подключаться к оператору мобильной связи, содержат кусочки никеля, меди, серебра и золота. Теперь исследователи из Имперского колледжа Лондона и Университета Кальяри в Италии обнаружили малозатратный способ переработки золота из этих электронных отходов и повторного использования его в химических реакциях для производства лекарств. Этот процесс может помочь спасти электронные отходы от свалки, а также повторно использовать драгоценные металлы, которые в противном случае пришлось бы добывать. Результаты исследования были описаны ранее 9 декабря этого месяца в журнале ACS Sustainable Chemistry & Engineering.
"Я думаю, что если мы сможем найти лучшие способы использования отходов, которые мы производим, и извлечь металл, то нам не придется так сильно полагаться на добычу полезных ископаемых", - говорит Джеймс Уилтон-Эли, ведущий исследователь исследования и профессор химии в Имперском колледже Лондона. "Это также поможет нам решить проблему отходов, которые в настоящее время накапливаются".
Чтобы разработать метод переработки, исследователи сначала купили на Ebay пакет из 200 использованных SIM-карт. Затем они измельчили SIM-карты, сняли пластик и извлекли неблагородные металлы, такие как никель и медь. Затем, чтобы извлечь золото, они использовали зеленый, безопасный реагент под названием серный лиганд - молекулу, которая присоединяется к центральному атому металла. В результате они получили соединение золота, но золото в такой форме не может быть использовано в электронике. Соединение золота в SIM-карте не может быть возвращено в чистое металлическое золото без дальнейшей обработки, которая требует больших затрат энергии. Это означает, что карты не могут быть переработаны в другую электронику.
"Экономически нецелесообразно превращать этот продукт восстановления золота в новые печатные платы или новые SIM-карты", - говорит Уилтон-Эли. "Но вместо этого мы нашли ему другое применение".
Редкие металлы, такие как золото, также могут быть катализаторами для ускорения химических реакций, которые помогают создавать полезные соединения, например, фармацевтические. Наночастицы золота, например, изучаются в качестве катализаторов в промышленности с 1980-х годов. Поэтому команда из Имперского колледжа Лондона проверила, можно ли использовать соединение золота, извлеченное из SIM-карт, для увеличения скорости химических реакций, обычно используемых при производстве лекарств. Это соединение может быть использовано в качестве катализатора для производства ряда фармацевтических препаратов, таких как противовоспалительный обезболивающий препарат дифлунизал и противовоспалительный препарат от артрита оксапрозин. Хотя исследователи еще не использовали переработанное соединение золота для производства реальных лекарств, процесс показывает альтернативное применение этим выброшенным электронным отходам.
"Сейчас мы понимаем, что не обязательно просто переделывать все под то, для чего оно использовалось изначально", - говорит Уилтон-Эли.
В настоящее время во многих каталитических реакциях используются драгоценные металлы, включая золото, платину, иридий и палладий, которые добываются, что требует много энергии и приводит к загрязнению окружающей среды. Кроме того, эти металлы встречаются лишь в нескольких местах на Земле, и их добыча может быть затруднена в зависимости от геополитических факторов. Например, Россия является крупным производителем палладия и никеля, и в случае введения торговых санкций могут возникнуть сбои на рынке.
"Как химики, мы всегда считаем эти элементы очень ценными", - говорит Уилтон-Эли. "И поэтому для нас является настоящим шоком мысль о том, что так много этих элементов регулярно выбрасывается в отходы электронного и электрического оборудования".
А ныряние в мусорные контейнеры за электроникой может оказаться благом для ценных металлов, дающих вторую жизнь нашим выброшенным устройствам. "По весу компьютер содержит гораздо больше драгоценных металлов, чем добытая руда, что обеспечивает концентрированный источник этих металлов в "городской шахте", - говорит Шон Маккарти, аспирант, ведущий исследование в лаборатории Имперского колледжа, в пресс-релизе.
Процесс переработки, разработанный исследовательской группой, не ограничивается SIM-картами. По словам авторов, ученые могут применить этот метод для переработки печатных плат и картриджей для принтеров. В то время как команда изучает новые возможности применения, фармацевтические компании еще не стучались к исследователям. Золото еще только начинает применяться в разработке фармацевтических препаратов. Но Уилтон-Эли говорит, что это лишь вопрос времени.
"Принятие того, что мы делаем в настоящее время, я уверен, произойдет", - говорит Уилтон-Эли. "Но это произойдет в будущем, когда преимущества реакций, катализируемых золотом, войдут в конструкцию фармацевтических заводов".
*Коррекция (20 декабря 2022 года): Эта статья была обновлена для ссылки на исследование и исправления фразы об использовании золотых наночастиц в каталитических реакциях в промышленности.