Inspirado por el trabajo de la naturaleza para construir estructuras puntiagudas en cuevas, Los ingenieros de la Universidad Estatal de Iowa han desarrollado tecnología capaz de recuperar metales puros y preciosos de las aleaciones de nuestros teléfonos viejos y otros desechos eléctricos.

Usando aplicaciones controladas de oxígeno y temperaturas relativamente bajas, los ingenieros dicen que pueden desalear un metal moviendo lentamente los componentes más reactivos a la superficie donde forman picos de óxidos metálicos parecidos a estalagmitas.

Eso deja los componentes menos reactivos en un purificado, núcleo líquido rodeado de picos de óxido de metal quebradizos "para crear la llamada estructura de" barco en una botella ", '", dijo Martin Thuo, líder del proyecto de investigación y profesor asociado de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad Estatal de Iowa.

"La estructura que se forma cuando el metal se funde es análoga a las estructuras de cuevas llenas, como estalactitas o estalagmitas, "Dijo Thuo." Pero en lugar de agua, estamos usando la oxidación para crear estas estructuras ".

Un artículo que describe la nueva tecnología, "Especiación impulsada por la pasivación, desparto y purificación, "ha sido publicado recientemente por la revista Materiales Horizontes .

Los fondos de puesta en marcha de la universidad y parte de una subvención de Investigación de Innovación de Pequeñas Empresas del Departamento de Energía de EE. UU. Apoyaron el desarrollo de la tecnología.

Thuo señaló que este proyecto es exactamente lo opuesto al trabajo anterior de su grupo de investigación para desarrollar soldadura sin calor.

"Con soldadura sin calor, queríamos juntar las cosas, ", dijo." Con esto, queremos hacer que las cosas se derrumben ".

Pero no se desmorona de ninguna manera. Thuo y los ingenieros de su grupo de investigación quieren controlar exactamente cómo y dónde se deshacen los componentes de aleación, o repartir.

"Es como ser un susurrador de metales, ", dijo." Hacemos que las cosas salgan como queremos ".

Los ingenieros ofrecieron una descripción más precisa en su artículo:"Este trabajo demuestra el comportamiento controlado de la oxidación superficial en metales y su potencial en el diseño de nuevas estructuras de partículas o purificación / desaleación. Al ajustar la oxidación a través de la temperatura, presión parcial oxidante, tiempo y composición, un equilibrio entre reactividad y deformación térmica permite morfologías sin precedentes ".

Esas formas y estructuras sin precedentes podrían resultar muy útiles.

"Necesitamos nuevos métodos para recuperar metales preciosos de desechos electrónicos o materiales metálicos mixtos, ", Dijo Thuo." Lo que demostramos aquí es que los métodos tradicionales electroquímicos o de alta temperatura (por encima de 1, 832 grados Fahrenheit) puede no ser necesario en la purificación de metales, ya que la reactividad del metal se puede utilizar para impulsar la separación ".

Thuo dijo que la tecnología de oxidación funciona bien a temperaturas de 500 a 700 grados Fahrenheit. ("Esto se coloca en un horno y se separan los metales, " él dijo.)

Además de la purificación y recuperación de metales, esta nueva idea también podría aplicarse a la especiación de metales:la capacidad de dictar la creación y distribución de ciertos componentes metálicos. Un uso podría ser la producción de catalizadores complejos para impulsar reacciones de múltiples etapas.

Digamos que los químicos necesitan un catalizador de óxido de estaño seguido de un catalizador de óxido de bismuto. Comenzarán con una aleación con el óxido de bismuto enterrado debajo del óxido de estaño. Ejecutarán la reacción con el catalizador de óxido de estaño. Luego subirán la temperatura hasta el punto en que el óxido de bismuto salga a la superficie en forma de picos. Y luego ejecutarán la reacción con el catalizador de óxido de bismuto.

Thuo atribuye el desarrollo de la nueva tecnología al trabajo con estudiantes talentosos y dos colaboradores.

"Nos basamos en esta gran idea muy lentamente, ", dijo." Y trabajando juntos, pudimos romper esta brecha de conocimiento ".