Złoto w kosmosie i w… szczęce

Ludzie od wieków stosowali złoto do tworzenia pięknych przedmiotów zdobiących ciała. Używali go też jako waluty. Obecnie jednak jego zastosowanie w innych dziedzinach wydaje się ważniejsze niż władza i bogactwo. Nasze telefony komórkowe i komputery pozbawione elementów i złącz z tego cennego kruszcu byłyby bezużyteczne. A przecież bez tych urządzeń chyba już nikt z Was nie wyobraża sobie życia! (ja również nie, bo nie mogłabym wtedy pisać tego tekstu). Złoto jest jednym z najlepszych przewodników elektryczności, a dodatkowo nie ulega korozji. Takie właściwości sprawiają, że jest szeroko stosowane w elektronice. [1]

Skoro złoto jest tak wyjątkowo odporne, człowiek wpadł na pomysł by wykorzystać je w ekstremalnie niesprzyjających warunkach. O czym mowa? Statki kosmiczne wyruszające odkrywać wszechświat muszą być wykonane z materiałów o niezwykłych właściwościach. Tu z pomocą znów przychodzi złoto. Pokrywa ono fragmenty pojazdów kosmicznych blokując ich nagrzewanie się. Warstwa złota znajduję się też na hełmach, chroniąc kosmonautów przed niekorzystnym promieniowaniem słonecznym. Pierwiastek ten służy także jako “smar” pomiędzy ruchomymi elementami statku. [2]

Kolejnym zastosowaniem złota jest połączenie go ze szkłem. Szyby wykonane z takiego materiału mają zdolność izolowania budynku, w lecie się on nie nagrzewa, a zimą nie traci ciepła.

Ze względu na swe właściwości, ale też jako symbol dostatku, złoto było od dawna wykorzystywane w stomatologii. Już 700 lat p.n.e. złotym drutem mocowano sztuczne zęby. Tylko osoba posiadająca dużo pieniędzy mogła sobie pozwolić na taki luksus. Dziś już mało kto wstawia sobie złote zęby, a widząc u kogoś szczerozłoty uśmiech bylibyśmy raczej zdziwieni niż zachwyceni. Jednak złoto nadal wykorzystuje się w tej dziedzinie, jego zaletą jest fakt, że nie ulega korozji, więc np. aparat ortodontyczny nie zardzewieje w naszych ustach.  W przeciwieństwie do zębów nie zareaguje nawet w zetknięciu z coca-colą, W medycynie związki złota używa się do leczenia chorób reumatycznych, kiedy wszystkie inne metody terapii zawodzą. [1]

Replika hełmu z misji Apollo 11, za: Mary Harrsch/Flickr, lic. CC BY-NC-SA

Złoto w innym rozmiarze

Pierwszym skojarzeniem ze złotem jest zazwyczaj jego piękny blask i odróżniający go od innych metali kolor. Zaskoczeniem więc będzie, że może ono przybierać różne barwy i to nie w połączeniu z innymi pierwiastkami a w czystej postaci. Jak to możliwe? Nanosfery złota, czyli cząsteczki o wielkości jednej miliardowej części metra (1nm= 10^-9m) mogą pochłaniać światło zielone lub żółte dając czerwoną lub fioletową barwę. Jeśli nanocząsteczki mają inny kształt np. pręcików, to dobierając odpowiednio ich rozmiary uzyskamy różne odcienie. [3]

Te niezwykłe właściwości złota w jakiś tajemniczy sposób udało się wykorzystać już w starożytności. Starorzymskie naczynie – puchar Likurga, wykonany ze szkła, zawiera w sobie dodatkowo mikroskopijne drobinki złota i srebra. Jego kolor zmienia się w zależności od tego jak pada na niego światło. W ten sposób nanotechnologia – dziedzina nauki, która stała się popularna dopiero pod koniec ubiegłego wieku tak naprawdę miała swoje początki już w IV w. n.e. [4]

Gdy już znaleźliśmy się w tym przedziwnym świecie wielkości nano to usiądźmy wygodnie i chwile tu zostańmy, aby zobaczyć jakie on jeszcze stwarza możliwości.

Różne barwy na pucharze Likurga, za: FB.com/britishmuseum

Czy złota może zabraknąć?

Ilość złota wydobytego na świecie w 2020 roku wynosiła 3091 ton, a szacowana ilość jego zasobów to 50 000 ton. Zakładając, że w kolejnych latach wydobywać będziemy podobną ilość to złota wystarczy na około 15 lat. [7]

I co dalej? Czy będziemy musieli zrezygnować z wykorzystywania tego metalu np. w elektronice i szukać innych rozwiązań? Bez obaw. Takie rozwiązania już istnieją i stają się coraz popularniejsze. Oczywiście możemy wykorzystać złoto ze starej biżuterii, ale mam na myśli inną metodę. Recykling złota ze zużytych komputerów i telefonów komórkowych. Ale przecież tego złota jest tam bardzo mało! A pomyślcie teraz ile takich sprzętów ma każdy z nas. Wymieniamy je co kilka lat. Podobnie robią ludzie na całym świecie. Z 40 telefonów komórkowych można odzyskać tyle złota, ile znajduje się w tonie rudy. [8]

Metodę recyklingu złota opracowała jedna z nowozelandzkich firm. Najpierw płytki z elektroniki są mielone na drobny proszek, który następnie jest rozpuszczany w celu usunięcia mniej wartościowych metali. Złoto na tym etapie pozostaje w stanie stałym. Aby je rozpuścić potrzeba mieszaniny silnych kwasów. Ten sposób wykorzystuje bardziej ekologiczne rozwiązanie, są nim mikroorganizmy, które dosłownie pożerają złoto. Kolejnym etapem jest spalenie tych mikroorganizmów, aby uzyskać popiół bogaty w złoto, który zostanie przekształcony w materiał o prawie stuprocentowej czystości. [9]

Źródła:

[1]  https://geology.com/minerals/gold/uses-of-gold.shtml#electronics  
[2]  https://www.assignmentexpert.com/blog/why-gold-foil-is-on-space-objects/  
[3]  https://sustainable-nano.com/2019/11/12/gold-nanoparticles-color/ 
[4]  https://presume.pl/nanotechnologia-starozytnosci-rzymski-puchar-likurga 
[5] Xiaopei Hu, Yuting Zhang, Tingting Ding, Jiang Liu, Hang Zhao (2020) “Multifunctional Gold Nanoparticles: A Novel Nanomaterial for Various Medical Applications and Biological Activities”  https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbioe.2020.00990/full  
[6] E. Balcer, M. Mazur (2020) “ Nanocząstki złota w diagnostyce i terapii nowotworów- wybrane zastosowania”   http://biuletynfarmacji.wum.edu.pl/00artykuly_pdf/2001Balcer.pdf 
[7]  https://www.statista.com/statistics/1154373/gold-production-volume-by-world-region/ 
[8]  https://www.gold.info/en/gold-recycling/ 
[9]  https://businessinsider.com.pl/technologie/ile-zlota-mozna-wydobyc-z-tony-odpadow-elektronicznych-caly-proces-zajmuje-tydzien/rddcy6m