Allikas: Phys.org

Maagi haruldaste muldmetallide elemendid on tänapäevase elu jaoks üliolulised, kuid pärast kaevandamist on nende täpsustamine kulukas, kahjustab keskkonda ja esineb enamasti välismaal.

Uues uuringus kirjeldatakse bakteri Gluconobacter oksüdaanide kavandamise põhimõtet, mis võtab suure esimese sammu haruldaste muldmetallide nõudluse suurenemise saavutamiseks viisil, mis vastab traditsiooniliste termokeemiliste ekstraheerimise ja rafineerimismeetodite kuludele ja tõhususele ning on piisavalt puhas, et vastata USA keskkonnastandarditele.

"Proovime välja pakkuda keskkonnasõbralikku, madala temperatuuriga ja madala rõhuga meetodit haruldaste muldmetallide elementide kivist välja saamiseks," ütles Cornelli ülikooli bioloogilise ja keskkonnatehnika abiprofessor Buz Barstow.

Elemendid - mida perioodilises tabelis on 15 - on vajalikud kõige jaoks, alates arvutitest, mobiiltelefonidest, ekraanidest, mikrofonidest, tuuleturbiinidest, elektrisõidukitest ja juhtsetest kuni radarite, sonaride, LED -tulede ja laetavate akudeni.

Kui USA rafineeris kunagi oma haruldaste muldmetallide elemente, siis see tootmine peatus enam kui viis aastakümmet tagasi. Nüüd toimub nende elementide täpsustamine peaaegu täielikult teistes riikides, eriti Hiinas.

"Enamik haruldaste muldmetallide tootmist ja kaevandamist on võõraste riikide käes," ütles Cornelli maa- ja atmosfääriteaduste dotsent Esteban Gazel. "Nii et meie riigi ja eluviisi turvalisuse tagamiseks peame selle ressursi kontrollimiseks uuesti õigele teele minema."

Meie haruldaste muldmetallide iga -aastaste vajaduste rahuldamiseks on vaja umbes 71,5 miljonit tonni (~ 78,8 miljonit tonni) toormaaki, et eraldada 10 000 kilogrammi (~ 22 000 naela) elemente.

Praegused meetodid sõltuvad kivimi lahustumisest kuuma väävelhappega, millele järgneb orgaaniliste lahustite kasutamine lahuses üksteisest väga sarnaste üksikute elementide eraldamiseks.

"Tahame välja mõelda viisi, kuidas teha vea, mis teeb seda tööd paremini," sõnas Barstow.

G. Oxydans on tuntud selle poolest, et valmistab happet nimega Biolixiviant, mis lahustab kivi; Bakterid kasutavad hapet fosfaatide tõmbamiseks haruldaste muldmetallide elementidest. Teadlased on hakanud manipuleerima G. Oxydansi geenidega, nii et see eraldab elemendid tõhusamalt.

Selleks kasutasid teadlased tehnoloogiat, mida Barstow aitas arendada, nimega Snout Sudoku, mis võimaldas neil keelata G. Oxydansi genoomi 2733 geeni ükshaaval. Meeskond kureeris mutante, millest igaühel oli konkreetne geen, et nad saaksid tuvastada, millised geenid mängivad rollist rokist välja saamisel.

"Olen uskumatult optimistlik," sõnas Gazel. "Meil on siin protsess, mis saab olema tõhusam kui miski, mida varem tehti."

Barstowi labori järeldoktor Alexa Schmitz on uuringu esimene autor „Gluconobacter Oxydans Knockout Collection leiab parema haruldaste muldmetallide ekstraheerimise”, avaldatud ajakirjas Nature Communications.

---

Postiaeg: juuli-04-2022