قد تكون البكتيريا أساسية لاستخراج التربة النادرة بشكل مستدام
المصدر: Phys.orgتعتبر العناصر الأرضية النادرة المستخرجة من الخام حيوية للحياة الحديثة، لكن تكريرها بعد التعدين أمر مكلف، ويضر بالبيئة، ويحدث في الغالب في الخارج.تصف دراسة جديدة دليلاً على مبدأ هندسة بكتيريا Gluconobacter oxydans، والتي تأخذ خطوة أولى كبيرة نحو تلبية الطلب المتزايد على العناصر الأرضية النادرة بطريقة تتناسب مع تكلفة وكفاءة طرق الاستخلاص والتنقية الكيميائية الحرارية التقليدية وتكون نظيفة بما يكفي لتصنيعها. تلبية المعايير البيئية الأمريكية.وقال بوز بارستو، كبير مؤلفي الورقة البحثية والأستاذ المساعد في الهندسة البيولوجية والبيئية في جامعة كاليفورنيا: "إننا نحاول التوصل إلى طريقة صديقة للبيئة ومنخفضة الحرارة والضغط لاستخلاص العناصر الأرضية النادرة من الصخور". جامعة كورنيل.العناصر - التي يوجد منها 15 عنصرًا في الجدول الدوري - ضرورية لكل شيء بدءًا من أجهزة الكمبيوتر والهواتف المحمولة والشاشات والميكروفونات وتوربينات الرياح والمركبات الكهربائية والموصلات إلى الرادارات والسونار ومصابيح LED والبطاريات القابلة لإعادة الشحن.وفي حين قامت الولايات المتحدة ذات يوم بتنقيح العناصر الأرضية النادرة الخاصة بها، إلا أن هذا الإنتاج توقف منذ أكثر من خمسة عقود من الزمن. والآن، يتم تحسين هذه العناصر بشكل شبه كامل في بلدان أخرى، وخاصة الصين.وقال المؤلف المشارك إستيبان غازيل، الأستاذ المشارك في علوم الأرض والغلاف الجوي في جامعة كورنيل: "إن غالبية إنتاج واستخراج العناصر الأرضية النادرة في أيدي الدول الأجنبية". وأضاف: "لذا، من أجل أمن بلادنا وأسلوب حياتنا، نحتاج إلى العودة إلى المسار الصحيح للسيطرة على هذا المورد".لتلبية احتياجات الولايات المتحدة السنوية من العناصر الأرضية النادرة، ستكون هناك حاجة إلى ما يقرب من 71.5 مليون طن (~ 78.8 مليون طن) من الخام الخام لاستخراج 10000 كيلوغرام (~ 22000 رطل) من العناصر.تعتمد الطرق الحالية على إذابة الصخور بحمض الكبريتيك الساخن، يليها استخدام المذيبات العضوية لفصل العناصر الفردية المتشابهة جدًا عن بعضها البعض في المحلول.وقال بارستو: "نريد أن نكتشف طريقة لجعل الخلل يؤدي هذه المهمة بشكل أفضل".يشتهر G. oxydans بصنع حمض يسمى biolixiviant الذي يذيب الصخور. تستخدم البكتيريا الحمض لسحب الفوسفات من العناصر الأرضية النادرة. وقد بدأ الباحثون في التعامل مع جينات G. oxydans بحيث تستخرج العناصر بكفاءة أكبر.وللقيام بذلك، استخدم الباحثون تقنية ساعد بارستو في تطويرها، تسمى Knockout Sudoku، والتي سمحت لهم بتعطيل 2733 جينًا في جينوم G. oxydans واحدًا تلو الآخر. قام الفريق برعاية طفرات، كل منها يحمل جينًا محددًا تم حذفه، حتى يتمكنوا من تحديد الجينات التي تلعب دورًا في إخراج العناصر من الصخور.وقال غازيل "أنا متفائل بشكل لا يصدق". "لدينا عملية هنا ستكون أكثر كفاءة من أي شيء تم القيام به من قبل."أليكسا شميتز، باحثة ما بعد الدكتوراه في مختبر بارستو، هي المؤلفة الأولى للدراسة التي تحمل عنوان "Gluconobacter oxydans Knockout Collection Finds Improved Rare Earth Element Extraction"، المنشورة في Nature Communications.
