美國緬因大學研究團隊開發(fā)出一項名為“剪切輔助顆粒捕獲”（SHAPE）的新工藝，用于從受交叉污染的混合金屬粉末中回收高價值金屬。該方法通過液體懸浮液中的旋轉分離技術，在實驗室階段實現(xiàn)了對銅和的高選擇性分離，有望緩解關鍵礦產(chǎn)供應鏈的不確定性并提升制造業(yè)韌性。

研究人員將鋁和銅微粒（直徑0至25微米）懸浮于液體中，置于可變轉速的旋轉設備內(nèi)進行分離，并利用薄膜捕獲隔離后的顆粒。實驗數(shù)據(jù)顯示，當轉速約為每分鐘200轉時，捕獲基底上約87%為較輕的鋁顆粒；轉速提升至每分鐘1500轉時，主導群體發(fā)生轉變，捕獲顆粒中約90%為銅。通過微調工藝參數(shù)，團隊可實現(xiàn)對不同金屬顆粒的選擇性捕獲。

盡管實驗室演示實現(xiàn)了較高的顆粒級選擇性，但起始材料的實際回收收率仍然很低。項目負責人、機械工程系副教授Bashir Khoda指出，當前研究主要驗證了該機制的選擇性，而非可直接投入工業(yè)應用的回收工藝。下一步挑戰(zhàn)是在保持選擇性的同時，大幅提高可處理與回收的材料量。

后續(xù)研究將重點考察基板尺寸與幾何形狀、多基板使用、顆粒負載量、聚合物濃度、處理時間以及連續(xù)或多級操作等變量，以在維持選擇性分離的前提下擴大處理規(guī)模。團隊還將評估回收粉末的化學成分、形貌、流動性和制造性能，確認其是否滿足再利用要求。長期目標是將該過程與人工智能結合，開發(fā)可擴展的AI驅動制造系統(tǒng)，將受污染粉末重新轉化為可用材料，納入增材制造供應鏈及其他領域。相關成果已發(fā)表于《粉末技術》（Powder Technology）。

資料來源：Interesting Engineering；原文發(fā)布日期：2026-10-26。本文為資料編譯。