மின்சாரத்தால் இயங்கும் மூலக்கூறு: மின்கழிவில் இருந்து தங்கம் மீட்பு எளிதாகுமா?

அமெரிக்காவின் இல்லினாய் பல்கலைக்கழகம் (Urbana-Champaign) ஆராய்ச்சியாளர்கள் ஒரு புதிய மூலக்கூறை வடிவமைத்துள்ளனர். மின்னணு கழிவு, சுரங்கக் கழிவு நீரோட்டங்கள், தொழிற்சாலைக் கழிவுகளில் இருந்து தங்கம் போன்ற மதிப்புமிக்க உலோகங்களை மீட்க பொதுவாகத் தேவைப்படும் இரசாயனங்களில் பெரும்பகுதியை இது மின்சாரத்தால் மாற்றும். வேதியியல் மற்றும் உயிர்மூலக்கூறு பொறியியல் பேராசிரியர் சியாவோ சூ தலைமையிலான இந்த ஆய்வு முடிவுகள் ஏசிஎஸ் எனர்ஜி லெட்டர்ஸ் இதழில் வெளியிடப்பட்டுள்ளன.

இந்த ஆய்வு, சூ குழு 2024ல் அறிமுகப்படுத்திய தொடர்ச்சியான மின்வேதியியல் முறையிலான திரவ-திரவப் பிரித்தெடுத்தல் (e-LLE) செயல்முறையின் தொடர்ச்சியாகும். திரவ-திரவப் பிரித்தெடுத்தல் என்பது உலோகங்களைப் பிரித்து சுத்திகரிக்கப் பயன்படும் ஒரு பொதுவான முறை. அந்த அமைப்பு, இதற்குத் தேவைப்படும் பல அமிலங்கள் மற்றும் காரங்களை மின்சாரத்தால் மாற்றியமைக்க முடியும் என்பதைக் காட்டியது. ஆனாலும், பிரித்தெடுக்கும் சுழற்சியை முழுமையாக்க கூடுதல் இரசாயன வினைபொருட்கள் தேவைப்பட்டன.

புதிய மூலக்கூறு இந்தக் கடைசி படியை நீக்குகிறது. இது உலோக அயனிகளை தேர்ந்தெடுத்து பிணைக்கவும், நிரந்தர மின் சார்பை சுமக்கவும், பிரித்தெடுப்பதற்குப் பயன்படும் கரிம கரைசலில் கரைந்திருக்கவும் வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது. "இந்தப் புதிய மூலக்கூறில் நிரந்தரமாகக் கட்டமைக்கப்பட்ட மின் சார்பு உள்ளது. இது எதிர்மின்னாற்பகுப்பாகச் செயல்பட்டு, திரவம் மின்சாரத்தைக் கடத்த உதவுகிறது" என்று இணை ஆசிரியரும் பின்-முனைவர் ஆய்வாளருமான டெபோரா ஷ்மிட் தெரிவித்தார். "இதனால்தான் ரெடாக்ஸ் வினைகளை இரசாயனங்களுக்குப் பதிலாக மின்சாரத்தால் இயக்க முடிகிறது" என்றும் அவர் கூறினார். மூலக்கூறை மின்னூட்டம் செய்தால், அது உலோகத்தைப் பிணைத்து, கரிம கட்டத்திற்குள் கொண்டு சென்று, பிறகு மின்சாரத்தால் மீண்டும் அதை வெளியிடும் என்று சூ தெரிவித்தார்.

ஆய்வகச் சோதனைகளில், மின்னணு கழிவுகளில் இருந்து உருவாக்கப்பட்ட கசிவுநீர் கரைசலில் இருந்து தங்கத்தைத் தேர்ந்தெடுத்து மீட்க இந்த மூலக்கூறைப் பயன்படுத்தினர். செயல்முறையை மின்மயமாக்கியதன் மூலம், இரசாயனப் பயன்பாடு 10 முதல் 100 மடங்கு வரை குறைந்ததோடு, பிரித்தெடுக்கும் சுழற்சியும் எளிமையாக்கப்பட்டது.

தங்கம் முதல் நிரூபணமாகப் பயன்படுத்தப்பட்டது. இதே மின்வேதியியல் தளத்தை மாற்றியமைத்தால், செலவழிந்த வாகன வினையூக்கிகளில் இருந்து பிளாட்டினம்-குழு உலோகங்கள் உள்ளிட்ட பிற உலோகங்களையும் மீட்க முடியும் என்று இணை ஆசிரியர் அடேரியிகே அகுடா தெரிவித்தார். இலக்கு உலோகத்திற்கு ஏற்ப பிரித்தெடுக்கும் இரசாயனத்தை மாற்றியமைத்துக்கொள்ள முடியும் என்று அவர் விளக்கினார். இந்த ஆய்வுக்கு அமெரிக்க எரிசக்தித் துறையின் அறிவியல் அலுவலகம் நிதியுதவி அளித்தது. அடிப்படை எரிசக்தி அறிவியல்கள் பிரிவும், பிரிப்பு அறிவியல் திட்டமும் இதற்கு ஆதரவளித்தன.