Material feito a partir de plantas pode ajudar a recuperar metais raros essenciais à tecnologia
Investigadores da Penn State descobriram uma forma mais ecológica e sustentável de recuperar disprósio, um metal raro essencial para fabricar semicondutores, motores elétricos, geradores e vários dispositivos eletrónicos. A falta de uma abordagem sustentável e ecologicamente correta para a obtenção desses metais levou a uma escassez global, de acordo com Amir Sheikhi, professor associado de engenharia química e autor do estudo publicado na revista científica Advanced Functional Materials, onde apresenta uma alternativa mais limpa aos métodos industriais atuais, que são complexos e poluentes.
“Com o avanço da tecnologia, os fabricantes precisarão de cada vez mais disprósio — algumas previsões estimam que a demanda por esse material poderá aumentar mais de 2.500% nos próximos 25 anos”, disse Sheikhi, diretor fundador do Laboratório de Materiais Bio-Soft. “Ter uma maneira sustentável e ecologicamente correta de recuperar esse material ajudará estrategicamente os EUA a se manterem competitivos com países como a China.”
O disprósio pertence ao grupo das chamadas terras raras, metais indispensáveis para a tecnologia moderna. Está presente em telemóveis, computadores, turbinas eólicas, veículos elétricos e ímanes de alto desempenho. A procura deste elemento deverá aumentar drasticamente nas próximas décadas, à medida que cresce a produção de equipamentos eletrónicos e energéticos.
De acordo com Sheikhi, as abordagens comerciais para a separação de elementos de terras raras utilizam principalmente solventes, líquidos dissolvidos ou sólidos que podem partir os minerais e exigem salas cheias de máquinas e produtos químicos para funcionar.
“Separar elementos de terras raras uns dos outros tem sido extremamente difícil, devido às estruturas químicas muito semelhantes dos metais”, disse Sheikhi. “Temos procurado uma maneira confiável de separar elementos pesados como o disprósio de elementos mais leves como o neodímio, evitando os efeitos colaterais ambientais negativos decorrentes das abordagens de separação atuais.”
Os investigadores utilizaram celulose — um material natural presente nas plantas e na madeira — para criar partículas extremamente pequenas, cerca de mil vezes mais finas do que um fio de cabelo. Estas funcionam como um filtro microscópico capaz de separar o disprósio de outros metais semelhantes quando é colocado numa solução líquida.
Atualmente, a separação destes metais exige processos industriais complexos que utilizam grandes quantidades de produtos químicos e energia. A nova técnica é muito mais simples: o material derivado das plantas é adicionado à solução e absorve seletivamente o metal pretendido. Além de reduzir a poluição, este método poderá ajudar a recuperar metais valiosos a partir de lixo eletrónico, diminuindo a necessidade de mineração.
Os investigadores pretendem agora testar o método com outros metais raros e adaptar a tecnologia para uso industrial. Se for aplicada em larga escala, esta solução poderá tornar a recuperação de materiais críticos mais eficiente, económica e amiga do ambiente, contribuindo para um futuro tecnológico mais sustentável.
Com mais desenvolvimento, a equipe acredita que essa abordagem pode oferecer uma maneira mais rápida, limpa e comercialmente viável de reciclar disprósio e outros elementos de terras raras. Para o futuro, os pesquisadores planejam testar a viabilidade do método isolando outros elementos de terras raras e minerais críticos. Eles também planejam otimizar ainda mais a celulose, com o objetivo de preparar a tecnologia para uso prático em fábricas e laboratórios nos Estados Unidos.
