p Metais nobres, como platina e paládio, estão se tornando cada vez mais importantes devido ao crescimento em aplicações ambientalmente corretas, como células de combustível e catalisadores de controle de poluição. Mas o mundo tem quantidades limitadas desses materiais, o que significa que os fabricantes terão que contar com processos de reciclagem eficientes para ajudar a atender a demanda. p Os processos de reciclagem existentes usam uma combinação de dois ácidos inorgânicos conhecidos como "água régia" para dissolver metais nobres, uma classe de materiais que inclui platina, paládio, ouro e prata. Mas porque os metais são frequentemente dissolvidos juntos, impurezas introduzidas no processo de reciclagem podem prejudicar a eficiência dos catalisadores produzidos a partir dos materiais reciclados. Agora, pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia desenvolveram um novo processo de solvente orgânico que pode ajudar a resolver o problema - e abrir novas possibilidades para o uso desses metais na terapêutica do câncer, microeletrônica e outras aplicações.

p O novo sistema de solventes Georgia Tech usa uma combinação de dois produtos químicos - cloreto de tionila e uma variedade de reagentes orgânicos, como piridina, N, N-dimetilformamida (DMF), pirimidina ou imidazol. As concentrações podem ser ajustadas para dissolver preferencialmente ouro ou paládio, e mais importante, nenhuma combinação de produtos químicos orgânicos dissolve a platina. Essa capacidade de dissolver preferencialmente metais nobres cria um sistema personalizado que fornece um alto nível de controle sobre o processo.

p "Precisamos ser capazes de dissolver seletivamente esses metais nobres para garantir sua pureza em uma variedade de aplicações importantes, "disse C.P. Wong, um professor regente na Escola de Ciência e Engenharia de Materiais da Georgia Tech. "Embora ainda não entendamos totalmente como funciona, acreditamos que este sistema abre muitas novas possibilidades para o uso desses metais. "

p Um artigo descrevendo a pesquisa foi publicado recentemente na revista. Angewandte Chemie .

p Sistemas catalisadores que fazem uso de mais de um metal, como paládio com núcleo de ouro, estão se tornando mais amplamente utilizados em processos industriais. Para reciclar isso, o novo sistema de solventes - apelidado de "água régia orgânica" - poderia usar primeiro uma combinação de cloreto de tionila e DMF para dissolver o ouro, deixando esferas ocas de paládio. Em seguida, as esferas de paládio podem ser dissolvidas usando uma combinação diferente.

p Até aqui, os pesquisadores demonstraram que o sistema solvente pode dissolver seletivamente ouro e paládio de uma mistura de ouro, paládio e platina. Eles também o usaram para remover o ouro de uma mistura de ouro e paládio.

p Além da reciclagem, o novo sistema de solventes também pode fornecer novas maneiras de produzir agentes quimioterápicos contra o câncer em escala nanométrica que envolvem esses metais. E a nova abordagem de solvente pode ter implicações importantes para a indústria de eletrônicos, que usa metais nobres que muitas vezes devem ser removidos após etapas de processamento específicas. Além da seletividade, a nova abordagem também oferece outras vantagens para a fabricação de eletrônicos - nenhuma contaminação potencialmente prejudicial é deixada para trás e o processamento é feito em condições moderadas.

p "Na produção de semicondutores, as pessoas querem evitar que um catalisador de metal permaneça nos dispositivos, mas em muitos casos, eles não podem usar os processos existentes à base de água porque estes podem danificar os óxidos semicondutores e introduzir contaminação com íons livres na solução aquosa, "explicou Wei Lin, um assistente de pesquisa de pós-graduação no laboratório de Wong. "O uso desse sistema orgânico evita o problema da umidade."

p O uso do processo seletivo também pode facilitar a reciclagem de metais nobres usados ​​na fabricação de eletrônicos. Ligação de fio, os processos de metalização e interconexão atualmente usam metais nobres.

p Os metais nobres também são a base para os agentes quimioterápicos amplamente utilizados, mas a química de sintetizá-los envolve um processo complexo de surfactantes e precursores. Wong acredita que o novo processo de solvente da Georgia Tech pode permitir a criação de novos compostos que podem oferecer efeitos terapêuticos aprimorados.

p "Esperamos que isso abra algumas novas maneiras de fazer esses importantes compostos farmacêuticos, bem como novos sistemas catalíticos de ouro e paládio, " ele disse.

p Lin descobriu o novo sistema de solventes por acidente em 2007, enquanto usava cloreto de tionila em um projeto não relacionado que envolvia a ligação de nanotubos de carbono a um substrato de ouro. “Deixei minha amostra na solução e fui almoçar, "ele lembrou." Então, recebi alguns telefonemas e a amostra permaneceu na solução por muito tempo. Quando eu tirei, o ouro se foi. "

p Os pesquisadores ficaram intrigados com a descoberta e buscaram uma explicação como haviam feito nos últimos três anos. Eles testaram outros reagentes misturados com o cloreto de tionila, e aprendeu as proporções necessárias para a dissolução seletiva de paládio e ouro. Eles trabalharam com outros pesquisadores da Georgia Tech, incluindo o pioneiro da nanotecnologia Zhong Lin Wang, para desenvolver uma compreensão fundamental do processo - pesquisa que continua.

p Os produtos químicos usados ​​pela equipe de pesquisa da Georgia Tech são bem conhecidos na química orgânica, e são usados ​​hoje na síntese de polímeros. Além de sua seletividade, o novo sistema de solventes é mais ecológico do que a água régia tradicional - que é uma combinação de ácidos nítrico e clorídrico concentrados - e pode operar em condições moderadas. As desvantagens potenciais em comparação com a água régia tradicional incluem custos mais altos e taxas de dissolução mais lentas.

p "Abrimos uma nova abordagem para metais nobres usando química orgânica, "Wong acrescentou." Ainda não entendemos completamente o mecanismo pelo qual isso funciona, mas esperamos desenvolver um entendimento mais completo que pode levar a aplicativos adicionais. "