Бактериите може да са ключови за устойчивото извличане на редки земни елементи
източник: Phys.orgРедкоземните елементи от рудата са жизненоважни за съвременния живот, но рафинирането им след добив е скъпо, вреди на околната среда и се случва най-вече в чужбина.Ново проучване описва доказателство за принципа за създаване на бактерия, Gluconobacter oxydans, която прави голяма първа стъпка към посрещане на рязко нарастващото търсене на редкоземни елементи по начин, който отговаря на разходите и ефективността на традиционните методи за термохимично извличане и рафиниране и е достатъчно чист, за да отговарят на екологичните стандарти на САЩ.„Опитваме се да измислим екологично чист метод с ниска температура и ниско налягане за извличане на редкоземни елементи от скала“, каза Бъз Барстоу, старши автор на статията и асистент по биологично и екологично инженерство в Университет Корнел.Елементите - от които има 15 в периодичната таблица - са необходими за всичко - от компютри, мобилни телефони, екрани, микрофони, вятърни турбини, електрически превозни средства и проводници до радари, сонари, LED светлини и акумулаторни батерии.Докато САЩ някога рафинираха собствените си редкоземни елементи, това производство спря преди повече от пет десетилетия. Сега усъвършенстването на тези елементи се извършва почти изцяло в други страни, особено Китай.„По-голямата част от производството и извличането на редкоземни елементи е в ръцете на чужди нации“, каза съавторът Естебан Газел, доцент по земни и атмосферни науки в Корнел. „Така че за сигурността на нашата страна и начин на живот трябва да се върнем на пътя към контрола на този ресурс.“За да се посрещнат годишните нужди на САЩ от редкоземни елементи, ще са необходими приблизително 71,5 милиона тона (~78,8 милиона тона) сурова руда за извличане на 10 000 килограма (~22 000 паунда) елементи.Настоящите методи разчитат на разтваряне на скала с гореща сярна киселина, последвано от използване на органични разтворители за отделяне на много подобни отделни елементи един от друг в разтвор.„Искаме да намерим начин да направим бъг, който върши тази работа по-добре“, каза Барстоу.G. oxydans е известен с производството на киселина, наречена biolixiviant, която разтваря скалата; бактериите използват киселината, за да изтеглят фосфати от редкоземни елементи. Изследователите са започнали да манипулират гените на G. oxydans, така че да извлича елементите по-ефективно.За да направят това, изследователите са използвали технология, която Барстоу помогна да разработи, наречена Knockout Sudoku, която им позволява да деактивират 2733 гена в генома на G. oxydans един по един. Екипът подбра мутанти, всеки с нокаутиран специфичен ген, за да могат да идентифицират кои гени играят роля в извличането на елементи от скалата.„Невероятно оптимист съм“, каза Газел. „Имаме процес тук, който ще бъде по-ефективен от всичко, правено преди.“Алекса Шмитц, постдокторант в лабораторията на Барстоу, е първият автор на изследването „Gluconobacter oxydans Knockout Collection Finds Improved Rare Earth Element Extraction“, публикувано в Nature Communications.
