Un pigmento azul amado por los artistas podría absorber metales preciosos de su teléfono celular desechado

La gran ola de Kanagawa, Hokusai (1831). Crédito: Wikimedia Commons.

Los chips de computadora se pueden encontrar en casi cualquier cosa hoy en día. Están en el dispositivo que está usando ahora mismo para leer este artículo, y se pueden encontrar docenas más en su vehículo, lo que ayuda a regular la temperatura del motor y estabilizar los sistemas de suspensión. Encontrarás chips en enrutadores WiFi, refrigeradores e incluso en tostadoras. Casi todo lo que se conecta a un enchufe ahora lleva una pequeña computadora adentro.

El hecho es que el mundo moderno funciona con chips de computadora, pero también pueden consumir muchos minerales raros y especialmente metales preciosos como el oro y el platino, y reciclarlos no es una tarea fácil. Buscando abordar este desafío, los investigadores de la Universidad de Nagoya, en colaboración con el Instituto de Tecnología de Tokio, han descubierto una solución poco probable en forma de azul de Prusia, el primer pigmento sintético del mundo que cambió para siempre el arte de la pintura.

Si apilaras el contenido de una tonelada de teléfonos móviles, encontrarías hasta 400 gramos de oro en su interior. Puede que no parezca mucho, pero sigue siendo hasta 80 veces más de lo que encontraría en una tonelada de mineral natural. Con la tecnología adecuada para extraer todas esas diminutas cantidades de metal de cada dispositivo, podría ser mucho más rentable reciclar el oro y el platino de los desechos electrónicos que extraerlos. La minería de oro es también una de las industrias más destructivas del mundo, que puede contaminar el agua potable y el suelo, y destruir ambientes vírgenes debido a la contaminación por mercurio y cianuro, poniendo en peligro la salud de las personas y los ecosistemas.

De Picasso a la planta de tratamiento de residuos

Crédito: Reiko Matsushita, Shinta Watanabe.

Antes de que el pintor alemán Johann Jacob Diesbach inventara accidentalmente el azul de Prusia a principios del siglo XVIII, los pintores tenían que usar solo pigmentos naturales, como el tinte índigo o el ultramar muy costoso hecho de lapislázuli para crear tonos de azul profundo. Armado con una nueva receta química, Diesbach ahora podía producir cantidades prácticamente ilimitadas de azul de Prusia. Luego, otros químicos comenzaron a producir otros pigmentos sintéticos, haciéndolos mucho más asequibles y transformando el arte.

Puedes encontrar el azul de Prusia en muchas obras maestras, como la de Vincent van Gogh. La noche estrellada o de Hokusai La gran ola de Kanagawa. Durante su famoso período Azul, Picasso usó el azul de Prusia prácticamente en cada una de sus aclamadas obras.

Hoy en día, el pigmento ha caído en desgracia entre los pintores modernos, que tienen mejores opciones a su disposición. Sin embargo, el azul de Prusia todavía se usa para dos propósitos muy diferentes. Las píldoras que contienen azul de Prusia a menudo se usan en situaciones médicas de emergencia para tratar el envenenamiento por metales pesados. El pigmento forma una red con forma de gimnasio de la jungla con espacios de tamaño nanométrico que es ideal para atrapar iones metálicos individuales, incluidos metales tóxicos como el talio o el cesio radiactivo.

El azul de Prusia también se usó ampliamente después del tsunami de 2011 que causó el accidente nuclear en la planta de Fukushima, absorbiendo cesio radiactivo del suelo en las cercanías del lugar del desastre. Así es como los investigadores japoneses tuvieron la idea de investigar la capacidad del pigmento para recuperar metales de los desechos electrónicos.

Anteriormente, el equipo dirigido por Jun Onoe, profesor de ingeniería de la Universidad de Nagoya, demostró que los pigmentos de azul de Prusia podían atrapar metales raros como el molibdeno, así como el rutenio, el rodio y el paladio, entre otros metales del grupo del platino en la tabla periódica.

En su nuevo estudio, Onoe y sus colegas utilizaron rayos X y espectroscopia ultravioleta para obtener más información sobre cómo el pigmento realiza estas hazañas.

“Me sorprendió descubrir que el azul de Prusia absorbe los metales preciosos del grupo del platino mediante la sustitución con iones de hierro en el marco mientras mantiene la estructura de gimnasio de la jungla”, explicó el profesor Onoe, y agregó que este mecanismo permite que el pigmento absorba más oro y platino. metales que cualquier otro absorbente de base biológica.

Además de ayudar a resolver nuestro creciente problema de desechos electrónicos, el azul de Prusia también podría ser una solución para los desechos nucleares, cuya eliminación es increíblemente compleja y propensa a riesgos. Las barras de combustible nuclear usadas normalmente se reprocesan y se convierten en un estado similar al vidrio para su almacenamiento a largo plazo en instalaciones aisladas geológicamente, a veces en “tumbas nucleares” subterráneas a kilómetros de profundidad. Durante este proceso, los metales del grupo del platino pueden asentarse en la pared lateral del fundidor utilizado en la planta de reprocesamiento de desechos nucleares, que debe lavarse para preservar la estabilidad de los objetos vitrificados. El azul de Prusia podría ser una solución fácil y económica en este caso.

“Nuestros hallazgos demuestran que el azul de Prusia o sus análogos son candidatos para mejorar el reciclaje de metales preciosos de desechos nucleares y electrónicos”, dice el profesor Onoe. “Especialmente en comparación con los adsorbentes de base biológica/carbones activados utilizados convencionalmente”.

Desde la paleta del pintor hasta la limpieza de desechos electrónicos y nucleares, el azul de Prusia ha sido todo un viaje hasta ahora.

Los hallazgos aparecieron en la revista Informes científicos.