Iz perspektive kemičara, za razliku od perspektive alkemičara, zlato je samo jedan od 92 prirodna kemijska elementa periodnog sustava. Latinsko ime zlata, aurum, dolazi od riječi za zoru (aurora) jer ono ima boju sunca na izlasku. Zlato međutim nema ništa sa Suncem, osim boje, koja je objašnjena tek kada su kemičari uzeli u obzir Einsteinovu specijalnu teoriju relativnosti. 

No ekonomija priča sasvim drugu priču. Zlato je bilo podloga novcu, a i u naše doba ono ima vrijednost za ekonomiju: za gospodarskih kriza zlato je jedino što vrijedi. U srednjem vijeku vojska se plaćala zlatom, pa koliko si imao zlata onoliko si mogao ratovati – i tako povećati svoj feudalni posjed. (Trgovina s Dalekim istokom vodila se pak u srebru; stoga je o raspoloživosti ta dva plemenita metala ovisilo stanje rata ili mira.) Ali nije sve u novcu. Zlato je izvrstan vodič elektriciteta: vodi električnu struju oko dva puta slabije od bakra i srebra, no za razliku od ta dva metala ne može korodirati po površini, pa su stoga zlatni kontakti trajni i pouzdani. Tako je, eto, s novim, elektroničkim i kompjutorskim dobom zlato opet dobilo na važnosti, no ovog puta ne u obliku zlatne poluge i zlatnika nego u vidu nečega što sjaji poput izlazećeg sunca u našem laptopu ili smartfonu. 

Mnogo toga zlata oko nas nikad ne dospije u naš ni u bilo čiji džep nego završi na otpadu: procjenjuje se da u toni mulja iz gradske kanalizacije ima oko 0,3 grama zlata. Neki se čak boje da bi ono moglo biti štetno za zdravlje čovjeka i njegova okoliša. Zlato je naime u elementarnom, metalnom stanju, Au(0), posve bezopasno, no njegovi su spojevi vrlo toksični. Kemijske spojeve zlata treba nekako izdvojiti iz otpadnih voda – samo kako?

Odgovor na to pitanje dali su kineski znanstvenici u časopisu Molecules. „An N-rich polymer for the selective recovery of gold from wastewater“, kažu u naslovu članka. Što su napravili? Napravili su, najjednostavnije rečeno, molekulsku spužvu za vađenje („selective recovery“) zlata iz otpadnih voda („wastewater“). 

Kažem „molekulska spužva“ jer njihov polimer (TE), nastao reakcijom klorirane cijanurne kiseline (TCT) i etilendiamina (EDA), doista je spužva. U gramu TE nalazi se naime 0,26 cm³ praznog prostora u obliku pora prosječne širine 11 nm ili – drugačije rečeno – gram TE ima površinu osrednjega stana, 80 m². Na tu se površinu može vezati zlato. Kakvo zlato?

Dakako ne zlato u obliku prašine ili još sitnijih čestica, nanočestica. Polimer TE je namijenjen vezanju zlata u obliku iona AuCl₄^-, koji može nastati kada se primjerice zlato otopi u zlatotopki. Anion AuCl₄^- privlači pozitivno nabijena skupina >NH⁺ na molekuli TE, a kada ga privuče, otpušta vodikov ion, H⁺ (deprotonacija), stvarajući čvrstu, kovalentnu vezu dušika i zlata (>NH⁺ + AuCl₄^-  → > N-AuCl₃ + HCl). Nakon što se zlato tako vezalo za polimer TE, otopinu treba zakiseliti te dodati reduktivno sredstvo (tiourea). Pri tim uvjetima vodikov ion (proton) se opet veže za atom dušika (protonacija), a zlato reducira u Au(0), u zlatne čestice. To bi bila kemija. A tehnologija?

Tehnologija je takva da ne može biti bolja. Iako je adsorpcija zlata najbolja u blago kiseloj otopini (pH = 4), zlato se veže i u kiselom i u lužnatom.  Štoviše, adsorpcija se bitno ne mijenja pri pH > 4, što znači da otpadnu vodu ne bi trebalo ni zakiseljavati ni zaluživati. Dodatak 1,5 g polimera TE na litru otpadne vode dovoljno je da on, nakon jednog sata stajanja, veže za sebe sve zlato (100 % adsorpcije) što se nalazi u vodi. Zbog velike specifične površine, gram TE može vezati čak 256 mg zlata. Čudesan polimer!

Njegovo se čudesnost pokazala još čudesnijim kada su autori spomenutog rada istražili koliko TE veže druge teške metale, kojih također ima u otpadnim vodama. Jedina prava konkurencija je krom, no i on se adsorbira 63 puta teže od zlata. Drugi metali (kobalt, bakar, nikal, kadmij, olovo i cink) vežu se pak nekoliko tisuća puta teže. Dodajmo tome da se polimer TE može barem pet puta regenerirati, pa ćemo sa zadovoljstvom reći: „Zlata ima, neće ga nedostajati“.

Nenad Raos je kemičar, znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, koji je radio do umirovljenja 2016. godine u zagrebačkom Institutu za medicinska istraživanja i medicinu rada (IMI). Autor je i koautor oko 200 znanstvenih i stručnih radova iz područja teorijske (računalne) kemije, kemije kompleksnih spojeva, bioanorganske kemije, povijesti kemije i komunikacijskih vještina u znanosti. Bio je pročelnik Sekcije za izobrazbu Hrvatskog kemijskog društva, glavni urednik Prirode te urednik rubrike Kemija u nastavi u časopisu Kemija u industriji; član je društva ProGeo-Hrvatska i Odjela za prirodoslovlje i matematiku Matice hrvatske. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Autor je 16 znanstveno-popularnih knjiga, posljednje dvije su „Kemičar u kući – kemija svakodnevnog života“ i "Antologija hrvatske popularizacije prirodnih znanosti".