Bron: Newscenter

Skaars aarde -elemente(Rees) sooslanthanumenneodymiumis noodsaaklike komponente van moderne elektronika, van selfone en sonpanele tot satelliete en elektriese voertuie. Hierdie swaar metale kom oral rondom ons voor, hoewel in klein hoeveelhede. Maar die vraag styg steeds en omdat dit in sulke lae konsentrasies voorkom, kan tradisionele metodes om REE's te onttrek ondoeltreffend, omgewingsbesoedeling en nadelig vir die gesondheid van werkers wees.

Nou, met befondsing van die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) omgewingsmikrobes as 'n bio -ingenieurswese hulpbron (EMBER), ontwikkel navorsers van die San Diego State University gevorderde ekstraksiemetodes met die doel om die huishoudelike aanbod van REE's te verhoog.

"Ons probeer 'n nuwe prosedure vir herstel ontwikkel wat omgewingsvriendelik en meer volhoubaar is," het die bioloog en hoofondersoeker Marina Kalyuzhnaya gesê.

Om dit te kan doen, sal die navorsers die natuurlike geneigdheid gebruik van metaanverbruikende bakterieë wat in uiterste toestande leef om Rees uit die omgewing te vang.

“Hulle benodig seldsame aardelemente om een ​​van die belangrikste ensiematiese reaksies in hul metaboliese weë te maak,” sê Kalyuzhnaya.

Rees bevat die vele lantaniedelemente van die periodieke tabel. In samewerking met die Universiteit van Kalifornië, Berkeley en Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), beplan die SDSU -navorsers om die biologiese prosesse wat die bakterieë in staat stel om die metale uit die omgewing te oes, om te keer. Die begrip van hierdie proses sal die skepping van sintetiese ontwerpersproteïene wat met 'n hoë spesifisiteit aan verskillende soorte lantaniede bind, inlig, volgens die biochemikus John Love. Die span van PNNL sal die genetiese determinante van die ekstremofiliese en REE -opeenhoping van bakterieë identifiseer en dan hul REE -opname kenmerk.

Die span sal dan die bakterieë verander om die metaalbindende proteïene op die oppervlak van hul selle te produseer, sê Love.

Rees is relatief volop in mynuitstotings, die afvalprodukte van sommige metaalerts, soos aluminium.

“Mynuitstotings is eintlik afval wat nog baie nuttige materiale bevat,” sê Kalyuzhnaya.

Om die Rees binne te suiwer en te versamel, sal hierdie water en fyngemaakte gesteentes deur 'n biofilter wat die gemodifiseerde bakterieë bevat, uitgevoer word, waardeur die ontwerpersproteïene op die oppervlak van die bakterieë selektief aan die Rees kan bind. Soos die metaan-liefdevolle bakterieë wat as hul sjablone gedien het, sal die verbeterde bakterieë die uiterstes van pH, temperatuur en soutgehalte verdra, wat in die mynuitstande voorkom.

Die navorsers sal saamwerk met 'n bedryfsvennoot, Palo Alto Research Centre (PARC), 'n Xerox -onderneming, om 'n poreuse, sorbentmateriaal te biostel vir gebruik in die biofilter. Hierdie bioprinting-tegnologie is laekoste en skaalbaar en word na verwagting aansienlike besparings tot gevolg gehad wanneer dit breed toegepas word op minerale herstel.

Benewens die toets en optimalisering van die biofilter, sal die span ook metodes moet ontwikkel om die gesuiwerde lantaniede uit die biofilter self te versamel, volgens die omgewingsingenieur Christy Dykstra. Die navorsers werk saam met 'n opstartonderneming, Phoenix Tailings, om die herstelproses te toets en te verfyn.

Aangesien die doel is om 'n kommersiële lewensvatbare, maar omgewingsvriendelike proses te ontwikkel om Rees te onttrek, sal Dykstra en verskeie van die projekvennote die koste van die stelsel ontleed in vergelyking met ander tegnologieë vir die herstel van lanthanides, maar ook die omgewingsimpak.

"Ons verwag dat dit baie voordele omgewings- en laer energiekoste sou hê in vergelyking met wat tans gebruik word," sê Dykstra. '' N Stelsel soos hierdie sou meer van 'n passiewe biofiltrasiestelsel wees, met minder energie -insette. En dan, teoreties, minder gebruik van werklike omgewings skadelike oplosmiddels en sulke dinge. Baie huidige prosesse sal regtig harde en nie-omgewingsvriendelike oplosmiddels gebruik. ”

Dykstra merk ook op dat, aangesien bakterieë hulself herhaal, mikrobe-gebaseerde tegnologieë selfvernuwe is, "terwyl ons 'n chemiese metode sou gebruik, sou ons voortdurend meer en meer chemikalie moes produseer."

"Selfs as dit 'n bietjie meer kos, maar dit benadeel nie die omgewing nie, sou dit sinvol wees," het Kalyuzhnaya gesê.

Die doel van die DARPA-befondsde projek is om 'n bewys van die bio-aangedrewe Ree-herstel-tegnologie in vier jaar te lewer, wat volgens Kalyuzhnaya 'n strategiese visie en 'n kruisdissiplinêre vooruitsigte sal verg.

Sy het bygevoeg dat die projek SDSU -gegradueerde studente die geleentheid sal bied om aan multidissiplinêre navorsing deel te neem "en kyk hoe konsepte van net idees tot loodsdemonstrasie kan groei."

---

Postyd: Apr-17-2023