Besonders bekannt ist das seltene Edelmetall für seine Bedeutung als Schmuckelement und als Wertanlage – doch Gold ist auch in der Industrie als Rohstoff sehr begehrt: Durch seine besonderen Eigenschaften kommt es für zahlreiche Zwecke zum Einsatz. Vor allem seine spezielle elektrische Leitfähigkeit macht Gold zu einem wichtigen Element in der Mikroelektronik. Für die Herstellung von Smartphones, Computern und Co. werden erhebliche Mengen Gold verwendet. Haben diese Geräte ausgedient, landen sie samt ihrer kostbaren Inhaltsstoffe im Elektroschrott.
Vor dem Hintergrund der steigenden Nachfrage wird derzeit an Verfahren getüftelt, das Gold aus diesem Abfall zurückzugewinnen. Bisherige Konzepte sind allerdings energieintensiv und benötigen oft problematische Chemikalien. Doch nun präsentieren die Forschenden um Mohammad Peydayesh von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich (ETH) ein System, das bei der Rentabilität und Nachhaltigkeit punkten kann. Wie das Team erklärt, basiert ihr Verfahren auf der Gold-Bindung durch ein sogenanntes Aerogel. Es handelt sich dabei um eine Art Schwamm, dessen Strukturen aus Eiweiß-Nanofasern gebildet werden.
Ein Gold-Schwamm aus Molkenprotein
Als Grundstoff für die Herstellung ihres Aerogels nutzten die Wissenschaftler ein Nebenprodukt der Käseherstellung: Molke. Denn von den darin enthaltenen Eiweißen erhofften sie sich eine spezifische Bindungsfähigkeit gegenüber gelösten Metallen. Um das Material in eine nutzbare Form zu bringen, unterzog das Team die Molkenproteine einer Hitze- und Säure-Behandlung. Dadurch entstand zunächst ein Gel, das von vernetzten Strukturen aus Protein-Nanofasern gebildet wurde. Diese Substanz trockneten die Forschenden anschließend, wodurch ein Schwammgewebe aus den Molkenproteinen entstand, das sich für den Einsatz in Substanzlösungen eignet.
Für ihren Anwendungszweck lösten die Forschenden dann Elektronikleiterplatten von 20 alten Computern in speziellen Säuren auf. Dadurch lagen alle enthaltenen Metalle anschließend in Form von Ionen in der Flüssigkeit vor. In diese Substanz wurden dann die Molkenprotein-Aerogele eingelegt. Wie die Forschenden berichten, entwickelte das vollgesaugte Schwammmaterial tatsächlich einen goldenen Schimmer.
Die Analysen ergaben, dass das Molke-Aerogel eine überraschend hohe und selektive Goldadsorptionskapazität aufweist. Es lagern sich zwar auch andere Metallionen – vor allem Kupfer – an, doch das Edelmetall wird besonders intensiv gebunden, berichtet das Team.
