Bakterier kan være nøglen til bæredygtigt at udtrække sjælden jord
Kilde: Phys.orgSjældne jordelementer fra malm er afgørende for det moderne liv, men at raffinere dem efter minedrift er dyrt, skader miljøet og forekommer for det meste i udlandet.En ny undersøgelse beskriver et bevis på princippet for teknik en bakterie, Gluconobacter Oxydans, der tager et stort første skridt hen imod at imødekomme skyrocketing af sjældne jordelementets efterspørgsel på en måde, der matcher omkostningerne og effektiviteten af traditionelle termokemiske ekstraktions- og forfiningsmetoder og er rent nok til at imødekomme amerikanske miljøstandarder."Vi prøver at komme med en miljøvenlig, lav temperatur, lavtryksmetode til at få sjældne jordelementer ud af en klippe," sagde Buz Barstow, papirets seniorforfatter og en adjunkt i biologisk og miljøteknik ved Cornell University.Elementerne - hvis der er 15 i den periodiske tabel - er nødvendige for alt fra computere, mobiltelefoner, skærme, mikrofoner, vindmøller, elektriske køretøjer og ledere til radarer, sonarer, LED -lys og genopladelige batterier.Mens USA engang raffinerede sine egne sjældne jordelementer, stoppede den produktion for mere end fem årtier siden. Nu finder forfining af disse elementer sted næsten udelukkende i andre lande, især Kina."Størstedelen af den sjældne jordelementproduktion og ekstraktion er i hænderne på udenlandske nationer," sagde medforfatter Esteban Gazel, lektor i jord og atmosfæriske videnskaber ved Cornell. "Så for sikkerheden i vores land og livsstil, er vi nødt til at komme tilbage på banen for at kontrollere denne ressource."For at imødekomme os årlige behov for sjældne jordelementer ville ca. 71,5 millioner ton (~ 78,8 millioner tons) rå malm være påkrævet for at udtrække 10.000 kg (~ 22.000 pund) elementer.Aktuelle metoder er afhængige af opløsning af sten med varm svovlsyre, efterfulgt af anvendelse af organiske opløsningsmidler til at adskille meget lignende individuelle elementer fra hinanden i en opløsning."Vi vil finde ud af en måde at lave en fejl på, der gør det job bedre," sagde Barstow.G. Oxydans er kendt for at fremstille en syre kaldet Biolixiviant, der opløser sten; Bakterierne bruger syren til at trække fosfater fra sjældne jordelementer. Forskerne er begyndt at manipulere G. oxydans gener, så det udtrækker elementerne mere effektivt.For at gøre dette brugte forskerne en teknologi, som Barstow hjalp med at udvikle, kaldte Knockout Sudoku, der gjorde det muligt for dem at deaktivere de 2.733 gener i G. Oxydans 'genom en efter en. Holdet kuraterede mutanter, hver med et specifikt gen slået ud, så de kunne identificere, hvilke gener der spiller roller i at få elementer ud af klippe.”Jeg er utroligt optimistisk,” sagde Gazel. "Vi har en proces her, der vil være mere effektiv end noget, der blev gjort før."Alexa Schmitz, en postdoktorisk forsker i Barstows laboratorium, er den første forfatter af undersøgelsen, "Gluconobacter Oxydans Knockout Collection finder forbedret sjældne jordelementekstraktion," udgivet i Nature Communications.
