Une nouvelle façon de contrôler le mouvement des bulles des chercheurs de Columbia Engineering pourrait un jour aider à séparer les métaux utiles de la saleté inutile en utilisant beaucoup moins d'énergie et d'eau qu'il n'en faut actuellement.

Lors de l'extraction de métaux tels que le cuivre utilisé dans la plupart des appareils électroniques et le lithium utilisé dans de nombreuses batteries, seule une petite fraction du matériau extrait est du métal utile, avec la grande majorité des particules semblables à de la saleté inutiles.

"Nous devons séparer les métaux utiles des particules inutiles, et nous le faisons en soufflant des bulles d'air à travers eux, " a déclaré Chris Boyce, professeur adjoint de génie chimique à Columbia Engineering. Cependant, "ce procédé utilise une grande quantité d'énergie et d'eau, provoquant des changements climatiques et des pénuries d'eau, créant ainsi des problèmes que nous essayons de prévenir. Nous avons ce problème en partie parce que nous ne pouvons actuellement pas contrôler le mouvement de ces bulles."

Maintenant, Boyce et ses collègues révèlent que s'ils font vibrer ces particules tout en soufflant de l'air à travers elles, le mouvement normalement chaotique de ces bulles devient ordonné et contrôlable. Les vibrations amènent les particules à passer rapidement d'un comportement de type solide à un comportement fluide, ce qui à son tour aide à structurer les bulles en réseaux triangulaires régulièrement espacés.

"Je pense que le simple ajout de vibration pour passer du chaos à l'ordre est magnifique, " a déclaré Boyce. Leur étude paraît le 23 août dans le journal Actes de l'Académie nationale des sciences .

Avoir un moyen de contrôler le comportement de ces bulles peut aider à augmenter et à optimiser les techniques de séparation. "Nous nous attendons à ce que la capacité de créer une structure dans les flux puisse réduire la consommation d'énergie et d'eau dans l'exploitation minière ainsi qu'améliorer l'efficacité de nombreux processus d'énergie propre, " a dit Boyce.

Les chercheurs visent maintenant à appliquer ce bouillonnement structuré à des techniques de séparation minière durables.