Η λεπτή γραμμή χρυσού πίσω από κάθε άγγιγμα, κλικ και σάρωση στις ηλεκτρονικές μας συσκευές σπάνια αποτελεί θέμα συζήτησης, όμως το πολύτιμο αυτό μέταλλο κρατά τον ψηφιακό μας κόσμο σε λειτουργία — και τελικά καταλήγει σε χωματερές γεμάτες με τοξικά ηλεκτρονικά απόβλητα. Από τις επαφές στο βύσμα του τηλεφώνου έως τα τσιπ ενός smartwatch, ο χρυσός επιτρέπει την απρόσκοπτη ροή ηλεκτρονίων και ανθίσταται στη διάβρωση.
Ωστόσο, η εξόρυξή του απαιτεί ανατινάξεις βουνών, αποστράγγιση ποταμών και εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα. Με τη ζήτηση για ηλεκτρονικές συσκευές να αυξάνεται παγκοσμίως, η προσοχή στρέφεται πλέον στις αυξανόμενες χωματερές γεμάτες από πεταμένα γκάτζετ.
Τα ηλεκτρονικά απόβλητα είναι πλέον το ταχύτερα αυξανόμενο ρεύμα αποβλήτων στον πλανήτη — περίπου 63 εκατομμύρια μικροί τόνοι μόνο το 2024, σύμφωνα με εκτιμήσεις του ΟΗΕ — και μόλις ένα μικρό ποσοστό τους ανακυκλώνεται σε πιστοποιημένες εγκαταστάσεις.
Τα περισσότερα παλιά μας ηλεκτρονικά καταλήγουν σε χωματερές ή σε υπαίθρια συνεργεία, τα οποία διαρρέουν μέταλλα στο υπόγειο νερό, δημιουργώντας τοξικά κοκτέιλ. Μια καθαρότερη στρατηγική είναι η ασφαλής ανάκτηση των πολύτιμων μετάλλων πριν καταλήξουν σε σωρούς απορριμμάτων.
Τυρί, e-waste και χρυσός
Μια ερευνητική ομάδα εργάζεται για να αλλάξει το παραπάνω σενάριο. Ο καθηγητής Raffaele Mezzenga στο ETH Ζυρίχης και ο ανώτερος επιστήμονας Mohammad Peydayesh συγκέντρωσαν συναδέλφους αναζητώντας ένα εργαλείο απλούστερο από τις δεξαμενές με οξέα ή τα λουτρά κυανίου. Η αναπάντεχη έμπνευσή τους; Τα εργοστάσια παραγωγής τυριού.
Οι τυροκόμοι διαχωρίζουν το τυρί από τον ορό γάλακτος, αφήνοντας πίσω σχεδόν 9 κιλά υγρού υποπροϊόντος για κάθε 1 κιλό τσένταρ. Ο ορός γάλακτος είναι πλούσιος σε πρωτεΐνες που, όταν θερμανθούν σε όξινο περιβάλλον, σχηματίζουν ίνες τόσο λεπτές όσο τρίχες — τις λεγόμενες αμυλοειδείς ίνες.
Η ομάδα της Ζυρίχης συνειδητοποίησε ότι αυτές οι ίνες μπορούσαν να μετατραπούν σε έναν πορώδη "σπόγγο" που έχει χημική προτίμηση για τον χρυσό σε σχέση με άλλα μέταλλα που περιέχονται σε τεμαχισμένα τηλέφωνα και φορητούς υπολογιστές.
Ένας "τυρένιος" σπόγγος για χρυσό
Οι ερευνητές ανακάτεψαν τις ίνες σε ένα πηκτό διάλυμα και το αποξήραναν σε ένα αεροπήκτωμα (aerogel) — φανταστείτε κάτι τόσο ελαφρύ όσο το φελιζόλ, αλλά σε νανοκλίμακα. Μικροσκοπικοί πόροι διατρέχουν το υλικό, προσφέροντας τεράστια επιφάνεια μέσα σε έναν κύβο μεγέθους ψίχουλου.
Όταν ένα κομμάτι αυτού του "σπόγγου" έρχεται σε επαφή με ένα διάλυμα διαλυμένων κυκλωμάτων, τα ιόντα του χρυσού συρρέουν στις πρωτεΐνες και προσκολλώνται με έντονη συγγένεια.
Χρυσός χωρίς τοξικά χημικά
Οι πρώτες δοκιμές έδειξαν ότι το αεροπήκτωμα συλλέγει πολύ μεγαλύτερο ποσοστό χρυσού από τις πλαστικές ρητίνες που χρησιμοποιούν συχνά οι μονάδες ανακύκλωσης. Και το καλύτερο: η διαδικασία δεν απαιτεί καθόλου τοξικούς διαλύτες.
Το μόνο που χρειάζεται είναι νερό, μέτρια θερμότητα και η φυσική χημεία της πρωτεΐνης — κάτι που μειώνει δραστικά τόσο το κόστος όσο και τους κινδύνους.
Το εργαστηριακό τεστ
Για να αξιολογήσουν την αποτελεσματικότητα, η ομάδα αποσυναρμολόγησε είκοσι παλιές μητρικές πλακέτες υπολογιστών, διέλυσε τα μεταλλικά τους μέρη σε οξύ και πρόσθεσε ένα κομμάτι αεροπήγματος στο διάλυμα.
Μέσα στο υγρό υπήρχαν ιόντα χαλκού, νικελίου και κοβαλτίου, όμως τα ιόντα του χρυσού προσκολλήθηκαν στον σπόγγο πολύ πιο αποτελεσματικά. Μετά από λίγο, το διάλυμα καθάρισε, υποδεικνύοντας ότι το μεγαλύτερο μέρος του χρυσού είχε εξαχθεί.
Η απόδοση ήταν εντυπωσιακή: ο σπόγγος παρήγαγε χρυσό καθαρότητας 90,8%, σχεδόν 22 καρατίων, με την πρώτη προσπάθεια. Οι ανταγωνιστικές μέθοδοι απαιτούν επιπλέον στάδια καθαρισμού για να φτάσουν σε αυτό το επίπεδο.
Από ιόντα σε χρυσούς "σβόλους"
Η ανάκτηση των ιόντων είναι χρήσιμη· η μετατροπή τους σε στερεό μέταλλο είναι το κλειδί.
Η ομάδα θέρμανε τον φορτωμένο σπόγγο μέχρι να χάσουν τα ιόντα το φορτίο τους και να συγχωνευθούν σε χρυσά λέπια. Με περαιτέρω θέρμανση, τα λέπια ενώθηκαν σε ένα χρυσό σβώλο βάρους περίπου 450 mg.
Η χημική ανάλυση έδειξε 91% χρυσό και 9% χαλκό — ξανά, 22 καράτια.
Το υπόστρωμα πρωτεΐνης κάηκε ελεγχόμενα, αφήνοντας καθαρό χρυσό χωρίς συνθετικά κατάλοιπα. Οι συμβατικές ρητίνες δεν προσφέρουν τόσο "καθαρή έξοδο".
Οικονομικά και περιβαλλοντικά βιώσιμο
Η ανακύκλωση βασίζεται στην οικονομία. Εδώ, οι αριθμοί είναι ενθαρρυντικοί: το κόστος πρώτων υλών και ενέργειας είναι περίπου 50 φορές μικρότερο από την αγοραία αξία του χρυσού που ανακτάται.
Ακόμα και με εργασία και γενικά έξοδα, η εξίσωση δείχνει σταθερό περιθώριο κέρδους για τους εμπορικούς ανακυκλωτές.
Τα χαμηλά λειτουργικά κόστη ανοίγουν τον δρόμο για μικρότερες, τοπικές μονάδες. Αντί να στέλνουμε τα παλιά ηλεκτρονικά στην Ασία, οι κοινότητες θα μπορούσαν να τα επεξεργάζονται επιτόπου — μειώνοντας τις εκπομπές μεταφοράς και διατηρώντας την αξία τοπικά.
Περισσότερα από χρυσό
Ο χρυσός τραβά τα φώτα της δημοσιότητας, αλλά η τεχνική δεν περιορίζεται σε αυτόν. Αλλάζοντας το pH ή τη δομή των πρωτεϊνών, ο ίδιος σπόγγος μπορεί να διαχωρίζει χαλκό, κοβάλτιο ή παλλάδιο — κρίσιμα μέταλλα για μπαταρίες και αισθητήρες.
Η ομάδα ήδη δοκιμάζει πρωτεΐνες από φυτικά ροφήματα (π.χ. πρωτεΐνες αρακά) και κολλαγόνο από λέπια ψαριών. Έτσι μειώνεται η εξάρτηση από τα γαλακτοκομικά.
Και δεν είναι μόνο το e-waste ο στόχος. Τα απόνερα από εργοστάσια κατασκευής μικροτσίπ ή επιχρυσωτήρια περιέχουν επίσης ίχνη μετάλλων προς ανάκτηση. Ένας τέτοιος σπόγγος θα μπορούσε να ενσωματωθεί εκεί, μειώνοντας κόστος και ρύπανση.
Τα επόμενα βήματα
«Αυτό που αγαπώ περισσότερο είναι ότι χρησιμοποιούμε ένα υποπροϊόν της βιομηχανίας τροφίμων για να εξάγουμε χρυσό από ηλεκτρονικά απόβλητα», λέει ο Mezzenga. Πράγματι, η μέθοδος μετατρέπει δύο είδη αποβλήτων σε χρυσό. «Δεν γίνεται πιο βιώσιμο από αυτό!»
Αν τα πιλοτικά έργα επεκταθούν, τα κέντρα ανακύκλωσης του αύριο ίσως στήνονται δίπλα σε τυροκομεία και μονάδες τροφίμων — μετατρέποντας τον χθεσινό ορό γάλακτος και τα παλιά γκάτζετ σε αυριανά κυκλώματα.
Η προσέγγιση δεν θα εξαλείψει αμέσως την εξόρυξη, αλλά κάθε ανακτημένο γραμμάριο χρυσού σημαίνει ένα βουνό που δεν θα ανατιναχθεί, ένας ποταμός που δεν θα δηλητηριαστεί και ένα φορτηγό που δεν θα εκπέμψει καύσιμα.
Αυτή η αλλαγή, πολλαπλασιασμένη σε εκατομμύρια τηλέφωνα και υπολογιστές, προσφέρει έναν ξεκάθαρο δρόμο για έναν πιο βιώσιμο τεχνολογικό κόσμο — χωρίς νέα ορυχεία.
