Bakterieë kan die sleutel tot die volhoubare ontginning van skaars aarde wees
bron: Phys.orgSkaars aardelemente van erts is noodsaaklik vir die moderne lewe, maar om dit na mynbou te verfyn, is duur, benadeel die omgewing en vind meestal in die buiteland plaas.'n Nuwe studie beskryf 'n beginselbewys vir die ingenieurswese van 'n bakterie, Gluconobacter oxydans, wat 'n groot eerste stap neem om te voldoen aan die stygende vraag na seldsame aardelemente op 'n manier wat ooreenstem met die koste en doeltreffendheid van tradisionele termochemiese ekstraksie- en verfyningsmetodes en skoon genoeg is om voldoen aan Amerikaanse omgewingstandaarde."Ons probeer om vorendag te kom met 'n omgewingsvriendelike, lae-temperatuur, lae druk metode om seldsame aardelemente uit 'n rots te kry," sê Buz Barstow, die koerant se senior skrywer en 'n assistent-professor in biologiese en omgewingsingenieurswese by Cornell Universiteit.Die elemente—waarvan daar 15 in die periodieke tabel is—is nodig vir alles van rekenaars, selfone, skerms, mikrofone, windturbines, elektriese voertuie en geleiers tot radars, sonars, LED-ligte en herlaaibare batterye.Terwyl die VSA eens sy eie seldsame aardelemente verfyn het, het daardie produksie meer as vyf dekades gelede gestop. Nou vind die verfyning van hierdie elemente feitlik geheel en al in ander lande plaas, veral China."Die meerderheid van die produksie en onttrekking van seldsame aardelemente is in die hande van vreemde nasies," sê mede-outeur Esteban Gazel, medeprofessor in aard- en atmosferiese wetenskappe by Cornell. "So vir die veiligheid van ons land en lewenswyse, moet ons weer op dreef kom om daardie hulpbron te beheer."Om te voorsien in die Amerikaanse jaarlikse behoeftes vir seldsame aardelemente, sal ongeveer 71,5 miljoen ton (~ 78,8 miljoen ton) rou erts nodig wees om 10 000 kilogram (~ 22 000 pond) elemente te onttrek.Huidige metodes maak staat op die oplos van rots met warm swaelsuur, gevolg deur die gebruik van organiese oplosmiddels om baie soortgelyke individuele elemente van mekaar in 'n oplossing te skei."Ons wil 'n manier uitvind om 'n fout te maak wat daardie werk beter doen," het Barstow gesê.G. oxydans is bekend daarvoor dat hy 'n suur genaamd biolixiviant maak wat rots oplos; die bakterieë gebruik die suur om fosfate uit seldsame aardelemente te trek. Die navorsers het begin om G. oxydans se gene te manipuleer sodat dit die elemente meer doeltreffend onttrek.Om dit te doen het die navorsers ’n tegnologie gebruik wat Barstow help ontwikkel het, genaamd Knockout Sudoku, wat hulle in staat gestel het om die 2 733 gene in G. oxydans se genoom een vir een te deaktiveer. Die span het mutante saamgestel, elk met 'n spesifieke geen wat uitgeslaan is, sodat hulle kon identifiseer watter gene 'n rol speel om elemente uit rots te kry.“Ek is ongelooflik optimisties,” het Gazel gesê. "Ons het 'n proses hier wat meer doeltreffend gaan wees as enigiets wat voorheen gedoen is."Alexa Schmitz, 'n postdoktorale navorser in Barstow se laboratorium, is die eerste skrywer van die studie, "Gluconobacter oxydans Knockout Collection Finds Improved Rare Earth Element Extraction," gepubliseer in Nature Communications.
