mənbə: xəbər mərkəzi

Nadir torpaq elementləri(REEs) kimilantanvəneodimiumcib telefonlarından və günəş panellərindən tutmuş peyklərə və elektrik nəqliyyat vasitələrinə qədər müasir elektronikanın vacib komponentləridir. Bu ağır metallar az miqdarda olsa da, ətrafımızda olur. Lakin tələb artmaqda davam edir və onlar belə aşağı konsentrasiyalarda meydana gəldiyi üçün REE-lərin çıxarılmasının ənənəvi üsulları səmərəsiz, ətraf mühiti çirkləndirə və işçilərin sağlamlığına zərər verə bilər.

İndi Müdafiə Qabaqcıl Tədqiqat Layihələri Agentliyinin (DARPA) Ətraf Mühit Mikroblarının BioMühəndislik Resursu (EMBER) proqramı kimi maliyyələşdirdiyi maliyyə ilə San Dieqo Dövlət Universitetinin tədqiqatçıları REE-lərin daxili təchizatını artırmaq məqsədi ilə qabaqcıl hasilat üsullarını inkişaf etdirirlər.

"Biz ekoloji cəhətdən təmiz və daha davamlı olan bərpa üçün yeni prosedur hazırlamağa çalışırıq" dedi bioloq və baş tədqiqatçı Marina Kalyujnaya.

Bunun üçün tədqiqatçılar ekstremal şəraitdə yaşayan metan istehlak edən bakteriyaların ətraf mühitdən REE-ləri tutmaq üçün təbii meylindən istifadə edəcəklər.

Kalyujnaya dedi: "Onlar metabolik yollarında əsas enzimatik reaksiyalardan birini etmək üçün nadir torpaq elementlərinə ehtiyac duyurlar".

REE-lərə dövri cədvəlin çoxlu lantanid elementləri daxildir. Kaliforniya Universiteti, Berkli və Sakit Okean Şimal-Qərb Milli Laboratoriyası (PNNL) ilə əməkdaşlıq edərək, SDSU tədqiqatçıları bakteriyaların ətraf mühitdən metalları yığmasına imkan verən bioloji prosesləri tərsinə çevirməyi planlaşdırırlar. Biokimyaçı John Love görə, bu prosesi başa düşmək, müxtəlif lantanid növlərinə yüksək spesifikliklə bağlanan sintetik dizayner zülallarının yaradılması haqqında məlumat verəcəkdir. PNNL komandası ekstremofil və REE toplayan bakteriyaların genetik determinantlarını müəyyən edəcək və sonra onların REE qəbulunu xarakterizə edəcək.

Komanda daha sonra hüceyrələrinin səthində metal bağlayan zülalları istehsal etmək üçün bakteriyaları dəyişdirəcək, Love dedi.

REE-lər mədən tullantılarında, alüminium kimi bəzi metal filizlərinin tullantı məhsullarında nisbətən çoxdur.

“Mədən tullantıları əslində tullantılardır ki, onların içərisində hələ də çoxlu faydalı materiallar var”, - Kalyujnaya bildirib.

İçərisində REE-ləri təmizləmək və toplamaq üçün bu su şlamları və əzilmiş süxurlar dəyişdirilmiş bakteriyalardan ibarət biofiltrdən keçəcək və bakteriyaların səthindəki dizayner zülallarına selektiv şəkildə REE-lərə bağlanmağa imkan verəcək. Şablonları kimi xidmət edən metan sevən bakteriyalar kimi, təkmilləşdirilmiş bakteriyalar da mədən tullantılarında tapılan həddindən artıq pH, temperatur və duzluluq şərtlərinə dözəcəklər.

Tədqiqatçılar biofiltrdə istifadə üçün məsaməli, sorbent materialı bioprint etmək üçün sənaye tərəfdaşı, Xerox şirkəti Palo Alto Araşdırma Mərkəzi (PARC) ilə əməkdaşlıq edəcəklər. Bu bioçap texnologiyası aşağı qiymətə və genişlənə biləndir və mineralların bərpasına geniş şəkildə tətbiq edildikdə əhəmiyyətli qənaətlə nəticələnəcəyi proqnozlaşdırılır.

Ətraf mühit mühəndisi Christy Dykstranın sözlərinə görə, biofiltrləri sınaqdan keçirmək və optimallaşdırmaqla yanaşı, komanda biofiltrdən təmizlənmiş lantanidlərin toplanması üsullarını da inkişaf etdirməli olacaq. Tədqiqatçılar bərpa prosesini sınaqdan keçirmək və təkmilləşdirmək üçün Phoenix Tailings adlı startap şirkəti ilə birləşiblər.

Məqsəd REE-lərin çıxarılması üçün kommersiya baxımından əlverişli, lakin ekoloji cəhətdən təmiz bir prosesi inkişaf etdirmək olduğundan, Dykstra və bir sıra layihə tərəfdaşları lantanidlərin bərpası üçün digər texnologiyalarla müqayisədə sistemin xərclərini, həm də ətraf mühitə təsirini təhlil edəcəklər.

Dykstra, "Biz bunun ekoloji cəhətdən çox faydası olacağını və hazırda istifadə olunanlarla müqayisədə enerji xərclərini aşağı salacağını gözləyirik" dedi. “Belə bir sistem daha az enerji girişi ilə passiv biofiltrasiya sistemi olardı. Və sonra, nəzəri olaraq, həqiqətən ekoloji cəhətdən zərərli həlledicilərin və bu kimi şeylərin daha az istifadəsi. Bir çox cari proseslər həqiqətən sərt və ətraf mühitə uyğun olmayan həlledicilərdən istifadə edəcək."

Dykstra həmçinin qeyd edir ki, bakteriyalar özlərini çoxaltdıqları üçün mikrob əsaslı texnologiyalar öz-özünə yenilənir, “halbuki kimyəvi üsuldan istifadə etsək, davamlı olaraq daha çox kimyəvi istehsal etməli olacağıq”.

"Bir az baha başa gəlsə belə, amma ətraf mühitə zərər verməsə belə, bunun mənası olardı" dedi Kalyujnaya.

DARPA tərəfindən maliyyələşdirilən layihənin məqsədi dörd il ərzində bio-idarə olunan REE-bərpa texnologiyasının konsepsiyasını sübut etməkdir, Kalyujnaya bunun üçün strateji baxış və intizamlar arası dünyagörüşü tələb edəcəyini söylədi.

O, əlavə etdi ki, layihə SDSU magistr tələbələrinə multidissiplinar tədqiqatlarda iştirak etmək imkanı verəcək və “konseptlərin sadəcə ideyalardan pilot nümayişə qədər necə inkişaf edə biləcəyini” görəcək.

---

Göndərmə vaxtı: 17 aprel 2023-cü il