Fonto: NewsCenter

Maloftaj Teraj Elementoj(Rees) kielLanthanumKajneodimioestas esencaj komponentoj de moderna elektroniko, de poŝtelefonoj kaj sunaj paneloj ĝis satelitoj kaj elektraj veturiloj. Ĉi tiuj pezaj metaloj okazas ĉirkaŭ ni, kvankam en etaj kvantoj. Sed postulo daŭre altiĝas kaj ĉar ili okazas en tiel malaltaj koncentriĝoj, tradiciaj metodoj por ĉerpi REE povas esti neefikaj, medie poluaj kaj malutilaj por la sano de laboristoj.

Nun, kun financado de la Mediaj Mikroboj de la Agentejo pri Defendaj Esploroj (DARPA) kiel Bioengineering Resource (EMBER), esploristoj de San -Diego -Ŝtata Universitato disvolvas progresintajn eltirajn metodojn kun la celo akceli la enlandan provizon de REES.

"Ni klopodas disvolvi novan proceduron por resaniĝo, kiu estas ekologia kaj pli daŭripova," diris biologo kaj ĉefa enketisto Marina Kalyuzhnaya.

Por fari tion, la esploristoj trafos la naturan propension de konsumantaj bakterioj vivantaj en ekstremaj kondiĉoj por kapti REES el la medio.

"Ili postulas maloftajn terajn elementojn fari unu el la ĉefaj enzimaj reagoj en siaj metabolaj vojoj," diris Kalyuzhnaya.

Rees inkluzivas la multajn lantanidajn elementojn de la perioda tabelo. Kunlabore kun la Universitato de Kalifornio, Berkeley kaj Pacifika Nordokcidenta Nacia Laboratorio (PNNL), la SDSU -esploristoj planas reverti inĝenierojn la biologiajn procezojn, kiuj permesas al la bakterioj rikolti la metalojn de la medio. Kompreni ĉi tiun procezon informos la kreadon de sintezaj projektaj proteinoj, kiuj ligas kun alta specifeco al diversaj specoj de lantanidoj, laŭ biokemiisto John Love. La teamo de PNNL identigos la genetikajn determinantojn de la ekstremofilaj kaj REE akumulantaj bakteriojn, kaj tiam karakterizos ilian REE -konsumadon.

La teamo tiam modifos la bakteriojn por produkti la metal-ligajn proteinojn sur la surfaco de iliaj ĉeloj, diris amo.

Rees estas relative abundaj en miaj vostoj, la forĵetaĵoj de iuj metalaj ercoj, kiel aluminio.

"Miaj vostoj estas efektive malŝparaj, kiuj ankoraŭ havas multajn utilajn materialojn," diris Kalyuzhnaya.

Por purigi kaj kolekti la rees ene, ĉi tiuj slurries de akvo kaj dispremitaj rokoj estos trakuritaj per biofiltrilo enhavanta la modifitajn bakteriojn, permesante al la projektaj proteinoj sur la surfaco de la bakterioj selektive ligi al la REES. Kiel la bakterioj amantaj metano, kiuj servis kiel iliaj ŝablonoj, la plibonigitaj bakterioj toleros ekstremojn de pH, temperaturo kaj saleco, kondiĉoj trovitaj en la minaj vostoj.

La esploristoj kunlaboros kun industria partnero, Palo Alto Research Center (PARC), Xerox -kompanio, por bioprinti poran, sorban materialon por uzo en la biofiltrilo. Ĉi tiu bioprinting-teknologio estas malmultekosta kaj skalebla kaj estas projektita rezultigi signifajn ŝparaĵojn kiam aplikite larĝe al minerala reakiro.

Krom testi kaj optimumigi la biofiltrilon, la teamo ankaŭ devos disvolvi metodojn por kolekti la purigitajn lantanidojn de la biofiltrilo mem, laŭ media inĝeniero Christy Dykstra. La esploristoj kunlaboris kun komenca kompanio, Phoenix Taillings, por testi kaj rafini la reakiron.

Ĉar la celo estas disvolvi komerce realigeblan sed ekologian procezon por ĉerpado de REES, Dykstra kaj pluraj el la projektaj partneroj analizos la kostojn de la sistemo kompare kun aliaj teknologioj por reakiri lantanidojn, sed ankaŭ la median efikon.

"Ni antaŭvidas, ke ĝi havos multajn avantaĝojn medie kaj malpli altajn energiajn kostojn kompare kun tio, kio estas nuntempe uzata," diris Dykstra. “Sistemo kiel ĉi tio estus pli ol pasiva biofiltra sistemo, kun malpli da energiaj enigoj. Kaj teorie, malpli uzo de vere mediaj malutilaj solviloj kaj tiaj aferoj. Multaj aktualaj procezoj uzos vere severajn kaj ne-mediajn amikajn solvilojn. "

Dykstra ankaŭ rimarkas, ke ĉar bakterioj replikas sin, mikrob-bazitaj teknologioj estas mem-renovigantaj, "dum se ni uzus kemian metodon, ni devus kontinue produkti pli kaj pli da kemiaĵoj."

"Eĉ se ĝi kostos iom pli, sed ĝi ne damaĝas la medion, tio havus sencon," diris Kalyuzhnaya.

La celo de la DARPA-financita projekto estas provizi pruvon de koncepto de la bio-movita REE-reakira teknologio en kvar jaroj, kiun Kalyuzhnaya diris, ke postulos strategian vizion kaj inter-disciplinan vidpunkton.

Ŝi aldonis, ke la projekto provizos al SDSU -diplomiĝintaj studentoj la ŝancon partopreni multidisciplinan esploradon "kaj vidi kiel konceptoj povas kreski el nur ideoj ĝis la piloto de manifestacio."

---

Afiŝotempo: Apr-17-2023