Kann man aus alten Handys Gold gewinnen? Ja, es stimmt!

Wenn wir Gold erwähnen, denken wir oft an Goldarmbänder, Goldketten, Goldbarren usw. Tatsächlich wird Gold nicht nur als Schmuck und Zahlungsmittel verwendet, sondern ist auch in der Industrie und in Hightech-Branchen ein unverzichtbares Material. Beispielsweise wird in vielen Komponenten von Smartphones Gold verwendet. Was sind also die wichtigsten Anwendungsgebiete von Gold in der Industrie? Warum hat es einen großen wissenschaftlichen und technologischen Wert?

Wunderschöne Dekoration aus Gold

1. Eigenschaften von Gold

Gold (Au) ist ein Edelmetall. Aufgrund seiner rauen Entstehungsbedingungen und seines geringen Vorkommens auf der Erde ist es sehr wertvoll. Die Dichte von Gold beträgt 19,3 g/cm³ (bei 20 °C) und seine Härte ist relativ gering. Es lässt sich mit den Fingernägeln oberflächlich einritzen. Es hat einen metallischen Glanz und eine gute dekorative Wirkung. Der Schmelzpunkt von Gold liegt bei über 1000 °C und sein Siedepunkt bei 2808 °C.

Natürliches Gold

Quelle: usgs

Gold ist chemisch sehr stabil, beständig gegen Säure- und Alkalikorrosion (normalerweise nur in Königswasser löslich) und verändert seine Farbe nicht und oxidiert nicht, wenn es auf hohe Temperaturen erhitzt wird. Darüber hinaus verfügt es über eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit, Wärmeleitfähigkeit und Duktilität . Eine Unze (die internationale Maßeinheit für Gold, entspricht ungefähr 28 Gramm) Gold kann zu dünnen Drähten mit einer Länge von Zehntausenden Metern gezogen und zu Goldfolie mit einer Dicke von nur Mikrometern gehämmert werden. Gerade aufgrund dieser physikalischen und chemischen Eigenschaften wird Gold häufig in der Schmuckverarbeitung, der Elektronik, der Chemie, der Medizin und anderen Branchen verwendet.

2. Ideales Material für elektronische Geräte

Das moderne Leben ist untrennbar mit einer Vielzahl elektronischer Produkte verbunden. Mobiltelefone und Computer sind für viele Menschen zu „Lebensnotwendigkeiten“ geworden. Diese hochentwickelten elektronischen Geräte bestehen aus einer großen Zahl elektronischer Komponenten und Leiterplatten, die durch unzählige Drähte, Steckverbinder, Schweißpunkte, Schalter usw. miteinander verbunden sind. Dies erfordert die Verwendung metallischer Materialien mit guter Leitfähigkeit und die Spannungsstabilität muss so weit wie möglich gewährleistet sein, um Hindernisse für den Stromfluss zu minimieren. Gold hat sich zu einer guten Wahl entwickelt und spielt eine sehr wichtige Rolle bei der Gewährleistung der Zuverlässigkeit elektronischer Geräte.

Quelle: pixnio

Zunächst müssen wir die „Mutter aller elektronischen Produkte“ erwähnen – die Leiterplatte. Auf den Platinen sind viele dünne Kupferdrähte verteilt. Kupferlötstellen oxidieren an der Luft leicht, was zu einem schlechten Kontakt führt und die Leistung der Leiterplatte beeinträchtigt. Aus diesem Grund wird die Kupferoberfläche häufig mit Gold als Schutzschicht überzogen. Wenn die Leiterplatte zu lange in die Ätzlösung eingetaucht ist, kann außerdem der Kupferdraht abfallen, während die Goldbeschichtung eine extrem feine Porosität aufweist, die die Metallteile vor Korrosion schützen kann.

Da Gold teuer ist, wird reines Gold normalerweise nur auf hochwertigen Leiterplatten plattiert.

Quelle: szfux.com

Am Rand der Platine, die in den passenden Stecker eingesteckt wird, sind viele goldene Kontakte zu sehen, die in Form von Fingern angeordnet sind. Da ihre Oberfläche vergoldet ist, werden sie „Goldfinger“ genannt. Die Hauptfunktion des Goldfingers besteht in der Signalverbindung und -leitung, daher muss er eine gute Leitfähigkeit, Oxidationsbeständigkeit, Verschleißfestigkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweisen. Da sich reines Gold bei Reibungskontakt sehr schnell abnutzt, ist das „Gold“ in Goldfingern im Allgemeinen eine Goldverbindung.

Quelle: Eine Shopping-Website

Gold ist auch häufig in Schaltern zu finden. Am Beispiel eines Relais (eines automatischen elektrischen Schalters) wirkt sich die Größe des Übergangswiderstands zwischen den Kontakten direkt auf die Lebensdauer der Kontakte aus, insbesondere bei kleinen Relais. Da der Steuerstrom und die Kontaktfläche der Kontakte gering sind, ist die Leitfähigkeit besonders wichtig, daher wird die Kontaktfläche mit Gold beschichtet. Gold erhöht die Leitfähigkeit elektronischer Komponenten, sodass diese sehr niedrige Spannungen übertragen und den Widerstand an Kontaktpunkten minimieren können. Dadurch sind sie auch in extremen Situationen mit niedrigem Strom und niedrigem Potenzial sehr zuverlässig. Und im Gegensatz zu Platin oder Palladium katalysiert Gold nicht die Zersetzung organischer Dämpfe, wodurch die Bildung schlecht leitfähiger organischer Polymerfilme auf metallischen Kontaktflächen vermieden wird.

Aufgrund seiner Weichheit kann Gold jedoch leicht durch Staubpartikel und Fremdkörper beschädigt werden. Selbst unter leicht geschlossenen Kontakten können sich leicht Staubpartikel festsetzen, die einen guten Kontakt zwischen den Komponenten beeinträchtigen können. Um diesen Mangel zu beheben, wird häufig auf die Legierungstechnologie zurückgegriffen.

Mit der rasanten Entwicklung elektronischer Produkte verlangen die Menschen, dass die Produkte „leichter und dünner“ sind, was dazu führt, dass die Größe elektronischer Geräte immer kleiner wird. Um verschiedene Komponenten auf begrenztem Raum zu verbinden, wird der Durchmesser des Drahtes kleiner. Bei einigen ultrafeinen Abständen können die Drähte sehr leicht brechen, wenn Kupfer, Aluminium oder andere Metalle zur Herstellung der Drähte verwendet werden. Gold weist jedoch eine hervorragende Duktilität auf und kann zu extrem feinen Golddrähten gezogen werden, wobei seine Leistung erhalten bleibt.

3. Gold spielt im Weltraum eine große Rolle

Wie bereits erwähnt, ist Gold das dehnbarste Metall. Wenn aus Gold extrem dünne Filme hergestellt werden (mit einer Dicke von nur wenigen Molekülen), ergeben sich besondere Einsatzmöglichkeiten. Die hohe Reflektivität der Goldfolie gegenüber Infrarotstrahlung verleiht ihr wärmeisolierende Eigenschaften. Durch die Beschichtung der Oberfläche von Raumfahrzeugen und Raumanzügen mit einer Goldschicht kann ein idealer reflektierender Film entstehen, der Raumfahrzeuge und Raumanzüge vor übermäßiger Sonneneinstrahlung schützt. Gleichzeitig kann der Goldfilm Licht im gelben bis blauen Bereich des sichtbaren Lichtspektrums sowie ultraviolette Strahlen durchlassen. Seine Transparenz ähnelt der von Glas . Durch die Beschichtung der Schutzbrillen von Astronautenhelmen mit Gold kann eine Wärmeisolierung erreicht werden, ohne die Sichtlinie zu blockieren.

Gold kann auch als Festschmierstoff fungieren, d. h., die Oberfläche von Stahl, Eisen usw. wird mit einer Goldschicht überzogen. Wir wissen, dass Bauteile in der Luft- und Raumfahrt komplexe Strukturen und präzise Konstruktionen aufweisen, wie etwa Antennensysteme auf künstlichen Satelliten, Mechanismen für Solarzellen-Segelbretter, Antriebsmechanismen lichtempfindlicher Instrumente usw. Die enge Passung zwischen den verschiedenen Bauteilen erfordert die Unterstützung durch Lagermaterialien. Da die Umgebung im Weltraum extrem rau ist, werden an Lagermaterialien und Schmierfette höhere Anforderungen gestellt. Goldhaltiger Festschmierstoff ist sehr stabil, weich, hat einen kleinen Reibungskoeffizienten, verringert den Verschleiß von Teilen und kann die Mängel der allgemeinen Schmierleistung ausgleichen.

Auch der Primärreflektor des James-Webb-Weltraumteleskops verfügt über eine Goldbeschichtung. Es handelt sich um ein Infrarot-Teleskop, dessen Betriebstemperatur unter -223,2 °C gehalten werden muss. Die Goldbeschichtung verbessert nicht nur die Reflektivität von Infrarotlicht und isoliert Wärme, sondern erhöht auch die Haltbarkeit.

Der goldbeschichtete Spiegel des James Webb-Weltraumteleskops

Quelle: NASA/Jet Propulsion Laboratory-Caltech

4. Anwendung von Gold im medizinischen Bereich

Wenn Gold auf die Nanometerebene reduziert wird – Goldnanopartikel – verändern sich seine Eigenschaften auf seltsame Weise. Goldnanopartikel haben die Vorteile einer großen spezifischen Oberfläche, einer einfachen Oberflächenmodifizierung und einer guten Biokompatibilität (der Grad der Verträglichkeit des Materials mit dem menschlichen Körper nach der Implantation) , wodurch Goldnanopartikel im medizinischen Bereich breite Anwendungsszenarien haben.

Der erste betrifft den Bereich der photothermischen Therapie bei Krebs. Krebs stellt eine ernste Bedrohung für die menschliche Gesundheit dar und bestehende klinische Behandlungen wie Chemotherapie und Strahlentherapie haben starke Nebenwirkungen. Der einzigartige photothermische Effekt von Nanogold bietet eine neue Idee für die Krebsbehandlung – die Photothermische Therapie. Bei der Photothermischen Therapie werden photothermische Materialien verwendet, um Lichtenergie effizient in Wärmeenergie umzuwandeln und dadurch die Temperatur des Tumorgewebes zu erhöhen und so die Tumorzellen abzutöten. Dies bietet die Vorteile einer präzisen räumlichen Positionierung und einer geringeren Schädigung des Zellgewebes um den betroffenen Bereich herum. Durch lokale Infrarotbestrahlung führen Goldnanopartikel eine effiziente photothermische Umwandlung durch und weisen eine gute Biokompatibilität auf, weshalb sie in der photothermischen Therapie gegen Krebs mit großer Spannung erwartet werden.

Mehrere Krebsbehandlungen

Quelle: Baidu Enzyklopädie

Darüber hinaus sind Goldnanopartikel gute Wirkstoffträger. Viele Arzneimittel können aufgrund ihrer schlechten Wasserlöslichkeit, pH-Empfindlichkeit und anderer Probleme nicht direkt verwendet werden und benötigen Träger, um sie an den Wirkungsort zu transportieren. Die Verwendung von Goldnanopartikeln zur Einkapselung von Arzneimittelbestandteilen zur Regulierung ihrer Freisetzungsrate und Biopermeabilität im Körper kann die Nutzungsrate der Arzneimittel erheblich verbessern. Darüber hinaus kann dieses Arzneimittelabgabesystem seinem Träger durch die Beladung mit verschiedenen funktionellen Molekülen auch pH-Reaktionsfähigkeit, Zielgenauigkeit und andere Eigenschaften verleihen. Man geht davon aus, dass es in Zukunft in großem Umfang zur Verabreichung von Medikamenten eingesetzt wird.

Goldnanopartikel (AuNPs) sind eng mit Zellen verbunden

Quelle | „Reversible Modulation der Blut-Hirn-Schranke durch Laserstimulation molekular zielgerichteter Nanopartikel“

Sind Sie angesichts dessen erstaunt über die hervorragende Leistung von Gold in verschiedenen Bereichen? Mit der Entwicklung der Gesellschaft nimmt die Verwendung von Gold in Industrie, Technologie, Medizin und anderen Bereichen zu. Ich bin davon überzeugt, dass Gold in naher Zukunft allen mehr Vorteile bringen wird.