ffynhonnell: Phys.org

Mae elfennau pridd prin o fwyn yn hanfodol ar gyfer bywyd modern ond mae eu mireinio ar ôl mwyngloddio yn gostus, yn niweidio'r amgylchedd ac yn digwydd dramor yn bennaf.

Mae astudiaeth newydd yn disgrifio prawf o egwyddor ar gyfer peirianneg bacteriwm, Gluconobacter oxydans, sy'n cymryd cam cyntaf mawr tuag at gwrdd â'r galw am elfennau daear prin o'r awyr mewn ffordd sy'n cyfateb i gost ac effeithlonrwydd dulliau echdynnu a mireinio thermocemegol traddodiadol ac sy'n ddigon glân i cwrdd â safonau amgylcheddol yr Unol Daleithiau.

“Rydyn ni’n ceisio dod o hyd i ddull ecogyfeillgar, tymheredd isel, pwysedd isel ar gyfer cael elfennau daear prin allan o graig,” meddai Buz Barstow, uwch awdur y papur ac athro cynorthwyol peirianneg fiolegol ac amgylcheddol yn Prifysgol Cornell.

Mae'r elfennau - y mae 15 ohonynt yn y tabl cyfnodol - yn angenrheidiol ar gyfer popeth o gyfrifiaduron, ffonau symudol, sgriniau, meicroffonau, tyrbinau gwynt, cerbydau trydan a dargludyddion i radar, sonarau, goleuadau LED a batris y gellir eu hailwefru.

Er bod yr Unol Daleithiau unwaith yn mireinio ei elfennau daear prin eu hunain, daeth y cynhyrchiad hwnnw i ben fwy na phum degawd yn ôl. Nawr, mae mireinio'r elfennau hyn yn digwydd bron yn gyfan gwbl mewn gwledydd eraill, yn enwedig Tsieina.

“Mae’r mwyafrif o gynhyrchu ac echdynnu elfennau daear prin yn nwylo cenhedloedd tramor,” meddai’r cyd-awdur Esteban Gazel, athro cyswllt gwyddorau daear ac atmosfferig yn Cornell. “Felly er diogelwch ein gwlad a’n ffordd o fyw, mae angen i ni fynd yn ôl ar y trywydd iawn i reoli’r adnodd hwnnw.”

Er mwyn diwallu anghenion blynyddol yr Unol Daleithiau ar gyfer elfennau daear prin, byddai angen tua 71.5 miliwn tunnell (~ 78.8 miliwn o dunelli) o fwyn amrwd i echdynnu 10,000 cilogram (~ 22,000 o bunnoedd) o elfennau.

Mae dulliau presennol yn dibynnu ar hydoddi craig ag asid sylffwrig poeth, ac yna defnyddio toddyddion organig i wahanu elfennau unigol tebyg iawn oddi wrth ei gilydd mewn hydoddiant.

“Rydyn ni eisiau darganfod ffordd i wneud byg sy'n gwneud y swydd honno'n well,” meddai Barstow.

Mae G. oxydans yn adnabyddus am wneud asid o'r enw biolixiviant sy'n hydoddi craig; mae'r bacteria yn defnyddio'r asid i dynnu ffosffadau o elfennau prin y ddaear. Mae'r ymchwilwyr wedi dechrau trin genynnau G. oxydans fel ei fod yn echdynnu'r elfennau yn fwy effeithlon.

I wneud hynny, defnyddiodd yr ymchwilwyr dechnoleg y helpodd Barstow i'w datblygu, o'r enw Knockout Sudoku, a oedd yn caniatáu iddynt analluogi'r 2,733 o enynnau yn genom G. oxydans fesul un. Bu'r tîm yn curadu mutants, pob un â genyn penodol wedi'i fwrw allan, fel y gallent nodi pa enynnau sy'n chwarae rôl wrth gael elfennau allan o roc.

“Rwy’n hynod o optimistaidd,” meddai Gazel. "Mae gennym ni broses yma sy'n mynd i fod yn fwy effeithlon nag unrhyw beth gafodd ei wneud o'r blaen."

Alexa Schmitz, ymchwilydd ôl-ddoethurol yn labordy Barstow, yw awdur cyntaf yr astudiaeth, "Gluconobacter oxydans Knockout Collection Finds Improved Rare Earth Element Extraction," a gyhoeddwyd yn Nature Communications.

---

Amser postio: Tachwedd-19-2021