Inspirado pelo trabalho da natureza para construir estruturas pontiagudas em cavernas, engenheiros da Iowa State University desenvolveram tecnologia capaz de recuperar metais puros e preciosos das ligas de nossos telefones antigos e outros resíduos elétricos.

Usando aplicações controladas de oxigênio e temperaturas relativamente baixas, os engenheiros dizem que podem desalojar um metal movendo lentamente os componentes mais reativos para a superfície, onde formam pontas de óxidos metálicos semelhantes a estalagmite.

Isso deixa os componentes menos reativos em um purificado, núcleo líquido rodeado por frágeis pontas de óxido de metal "para criar a chamada estrutura de 'navio em uma garrafa, '"disse Martin Thuo, o líder do projeto de pesquisa e professor associado de ciência dos materiais e engenharia da Iowa State University.

"A estrutura formada quando o metal é fundido é análoga a estruturas de cavernas preenchidas, como estalactites ou estalagmites, "Thuo disse." Mas em vez de água, estamos usando a oxidação para criar essas estruturas. "

Um artigo que descreve a nova tecnologia, "Especiação conduzida por passivação, desalfandegamento e purificação, "foi publicado recentemente pela revista Horizontes de materiais .

Os fundos de inicialização da universidade e parte de uma bolsa de pesquisa de inovação em pequenas empresas do Departamento de Energia dos EUA apoiaram o desenvolvimento da tecnologia.

Thuo observou que este projeto é exatamente o oposto do trabalho anterior de seu grupo de pesquisa para desenvolver solda sem calor.

"Com solda sem calor, queríamos juntar as coisas, "ele disse." Com isso, queremos desmoronar. "

Mas não apenas desmoronar de qualquer maneira. Thuo e os engenheiros de seu grupo de pesquisa querem controlar exatamente como e onde os componentes da liga se separam, ou dealloy.

"É como ser um sussurro de metal, "ele disse." Nós fazemos as coisas da maneira que queremos. "

Os engenheiros ofereceram uma descrição mais precisa em seu artigo:"Este trabalho demonstra o comportamento controlado da oxidação da superfície em metais e seu potencial no projeto de novas estruturas de partículas ou purificação / desalfiamento. Ajustando a oxidação por meio da temperatura, pressão parcial do oxidante, tempo e composição, um equilíbrio entre reatividade e deformação térmica permite morfologias sem precedentes. "

Essas formas e estruturas sem precedentes podem ser muito úteis.

"Precisamos de novos métodos para recuperar metais preciosos de lixo eletrônico ou materiais mistos de metal, "Disse Thuo." O que demonstramos aqui é que os métodos eletroquímicos tradicionais ou de alta temperatura (acima de 1, 832 graus Fahrenheit) pode não ser necessário na purificação de metal, pois a reatividade do metal pode ser usada para conduzir a separação. "

Thuo disse que a tecnologia de oxidação funciona bem em temperaturas de 500 a 700 graus Fahrenheit. ("Isso é colocado em um forno e fazendo com que os metais se separem, " ele disse.)

Além da purificação e recuperação de metais, essa nova ideia também pode ser aplicada à especiação de metal - a capacidade de ditar a criação e distribuição de certos componentes de metal. Um uso poderia ser a produção de catalisadores complexos para conduzir reações de múltiplos estágios.

Digamos que os químicos precisem de um catalisador de óxido de estanho seguido por um catalisador de óxido de bismuto. Eles vão começar com uma liga com o óxido de bismuto enterrado sob o óxido de estanho. Eles vão fazer a reação com o catalisador de óxido de estanho. Então, eles vão aumentar a temperatura a ponto de o óxido de bismuto vir à superfície como picos. E então eles vão fazer a reação com o catalisador de óxido de bismuto.

Thuo credita o desenvolvimento da nova tecnologia ao trabalho com alunos talentosos e dois colaboradores.

"Construímos essa grande ideia muito lentamente, "disse ele." E trabalhando juntos, fomos capazes de quebrar essa lacuna de conhecimento. "