Izvor: Phys.org

Rijetki zemaljski elementi iz rude od vitalnog su značaja za moderni život, ali njihovo usavršavanje nakon rudarstva je skupo, šteti okolišu i uglavnom se javlja u inozemstvu.

Nova studija opisuje dokaz principa za inženjering bakterije, Gluconobacter Oxydans, koji poduzima veliki prvi korak ka ispunjavanju naglo naglo potražnje za rijetkim zemaljskim elementom na način koji odgovara troškovima i učinkovitosti tradicionalnih termokemijskih metoda ekstrakcije i preciziranja i dovoljno je čist da bi se upoznali s nama okolišnim standardima.

"Pokušavamo smisliti ekološki prihvatljivu, nisku temperaturu, metodu niskog pritiska za izvlačenje rijetkih zemaljskih elemenata iz stijene", rekao je Buz Barstow, viši autor papira i docent biološkog i ekološkog inženjerstva na Sveučilištu Cornell.

Elementi - od kojih je 15 u periodičnoj tablici - potrebni su za sve, od računala, mobitela, zaslona, ​​mikrofona, vjetroagregata, električnih vozila i vodiča do radara, sonara, LED svjetla i punjivih baterija.

Dok su SAD nekada rafinirale vlastite rijetke zemaljske elemente, ta je proizvodnja prestala prije više od pet desetljeća. Sada se usavršavanje ovih elemenata odvija gotovo u potpunosti u drugim zemljama, posebno u Kini.

"Većina proizvodnje i ekstrakcije rijetkih zemaljskih elemenata nalazi se u rukama stranih naroda", rekao je koautor Esteban Gazel, izvanredni profesor za Zemlju i atmosferske znanosti u Cornellu. "Dakle, za sigurnost naše zemlje i način života moramo se vratiti na put kontroliranju tog resursa."

Da bi se zadovoljile američke godišnje potrebe za rijetkim zemaljskim elementima, otprilike 71,5 milijuna tona (~ 78,8 milijuna tona) sirove rude bilo bi potrebno izvući 10.000 kilograma (~ 22 000 funti) elemenata.

Trenutne metode oslanjaju se na otapanje stijene s vrućom sumpornom kiselinom, nakon čega slijedi organska otapala za odvajanje vrlo sličnih pojedinačnih elemenata jedan od drugog u otopini.

"Želimo smisliti način da napravimo bubu koja taj posao čini boljim", rekao je Barstow.

G. Oxydans je poznat po tome što je napravio kiselinu koja se zove bioliksivant koja otapa stijenu; Bakterije koristi kiselinu za povlačenje fosfata iz rijetkih zemaljskih elemenata. Istraživači su počeli manipulirati genima G. oksidana, tako da učinkovitije izvlači elemente.

Da bi to učinili, istraživači su koristili tehnologiju koju je Barstow pomogao razviti, nazvanu Knockout Sudoku, koja im je omogućila onemogućavanje 2.733 gena u genomu G. Oxydans -a jedan po jedan. Tim je kurirao mutante, svaki sa specifičnim genom, kako bi mogli prepoznati koji geni igraju ulogu u izvlačenju elemenata iz stijena.

"Nevjerojatno sam optimističan", rekao je Gazel. "Ovdje imamo postupak koji će biti učinkovitiji od svega što je ranije učinjeno."

Alexa Schmitz, postdoktorska istraživačica u Barstowovom laboratoriju, prvi je autor studije, "Gluconobacter Oxydans Knockout Collection nalazi poboljšanu ekstrakciju rijetkih zemaljskih elemenata", objavljeno u Nature Communications.

---

Post Vrijeme: srpanj-04-2022