извор: Phys.org

Ретките земни елементи од рудата се од витално значење за современиот живот, но нивното рафинирање по рударството е скапо, штети на животната средина и најчесто се случува во странство.

Нова студија опишува доказ за принципот за инженерство на бактерија, Gluconobacter oxydans, која прави голем прв чекор кон задоволување на зголемената побарувачка за ретки земјени елементи на начин што одговара на цената и ефикасноста на традиционалните термохемиски методи за екстракција и рафинирање и е доволно чиста за да ги исполни американските еколошки стандарди.

„Се обидуваме да смислиме еколошки, нискотемпературен и низок притисок метод за добивање ретки земјени елементи од карпа“, рече Баз Барстоу, виш автор на трудот и доцент по биолошко и еколошко инженерство на Универзитетот Корнел.

Елементите - од кои 15 се во периодниот систем - се неопходни за сè, од компјутери, мобилни телефони, екрани, микрофони, ветерни турбини, електрични возила и спроводници, до радари, сонари, LED светла и батерии што се полнат.

Иако САД некогаш ги рафинираа своите ретки земни елементи, тоа производство престана пред повеќе од пет децении. Сега, рафинирањето на овие елементи се одвива речиси целосно во други земји, особено во Кина.

„Поголемиот дел од производството и екстракцијата на ретки земјени елементи е во рацете на странски нации“, рече коавторот Естебан Газел, вонреден професор по науки за земјата и атмосферата на Корнел. „Значи, за безбедноста на нашата земја и начин на живот, треба да се вратиме на вистинскиот пат за контрола на тој ресурс“.

За да се задоволат годишните потреби на САД за ретки земни елементи, ќе бидат потребни приближно 71,5 милиони тони (~78,8 милиони тони) сурова руда за да се извлечат 10.000 килограми (~22.000 фунти) елементи.

Сегашните методи се потпираат на растворање на карпа со топла сулфурна киселина, проследено со употреба на органски растворувачи за одвојување на многу слични поединечни елементи едни од други во раствор.

„Сакаме да откриеме начин да направиме грешка што ја извршува таа работа подобро“, рече Барстоу.

G. oxydans е познат по тоа што произведува киселина наречена биоликсивијант која раствора карпи; бактеријата ја користи киселината за да извлече фосфати од ретките земни елементи. Истражувачите почнаа да манипулираат со гените на G. oxydans за поефикасно да ги екстрахираат елементите.

За да го сторат тоа, истражувачите користеле технологија што Барстоу помогнал да се развие, наречена Нокаут Судоку, која им овозможила да ги оневозможат 2.733 гени во геномот на G. oxydans еден по еден. Тимот курирал мутанти, секој со специфичен ген отстранет, за да можат да идентификуваат кои гени играат улога во извлекувањето на елементите од карпата.

„Неверојатно сум оптимист“, рече Газел. „Имаме процес кој ќе биде поефикасен од сè што беше направено претходно.“

Алекса Шмиц, постдокторски истражувач во лабораторијата на Барстоу, е прв автор на студијата „Колекцијата Gluconobacter oxydans Knockout открива подобрена екстракција на ретки земски елементи“, објавена во Nature Communications.

---

Време на објавување: 04.07.2022