Las bacterias pueden ser clave para la extracción sostenible de tierras raras
fuente: Phys.orgLas tierras raras del mineral son vitales para la vida moderna, pero refinarlas después de la extracción es costoso, daña el medio ambiente y se produce principalmente en el extranjero.Un nuevo estudio describe una prueba de principio para diseñar una bacteria, Gluconobacter oxydans, que da un gran primer paso para satisfacer la creciente demanda de elementos de tierras raras de una manera que iguala el costo y la eficiencia de los métodos tradicionales de extracción y refinamiento termoquímicos y es lo suficientemente limpia como para cumplir con los estándares ambientales de EE. UU."Estamos tratando de encontrar un método respetuoso con el medio ambiente, de baja temperatura y baja presión para extraer elementos de tierras raras de una roca", dijo Buz Barstow, autor principal del artículo y profesor asistente de ingeniería biológica y ambiental en Universidad de Cornell.Los elementos, de los cuales hay 15 en la tabla periódica, son necesarios para todo, desde computadoras, teléfonos celulares, pantallas, micrófonos, turbinas eólicas, vehículos eléctricos y conductores hasta radares, sonares, luces LED y baterías recargables.Si bien Estados Unidos alguna vez refinó sus propias tierras raras, esa producción se detuvo hace más de cinco décadas. Ahora, el refinamiento de estos elementos se lleva a cabo casi por completo en otros países, particularmente en China."La mayor parte de la producción y extracción de elementos de tierras raras está en manos de naciones extranjeras", dijo el coautor Esteban Gazel, profesor asociado de ciencias terrestres y atmosféricas en Cornell. "Así que, por la seguridad de nuestro país y nuestra forma de vida, necesitamos volver a controlar ese recurso".Para satisfacer las necesidades anuales de Estados Unidos de elementos de tierras raras, se necesitarían aproximadamente 71,5 millones de toneladas (~78,8 millones de toneladas) de mineral en bruto para extraer 10.000 kilogramos (~22.000 libras) de elementos.Los métodos actuales se basan en disolver la roca con ácido sulfúrico caliente, seguido del uso de disolventes orgánicos para separar elementos individuales muy similares entre sí en una solución."Queremos encontrar una manera de crear un error que haga mejor ese trabajo", dijo Barstow.G. oxydans es conocido por producir un ácido llamado biolixiviante que disuelve las rocas; la bacteria utiliza el ácido para extraer fosfatos de elementos de tierras raras. Los investigadores han comenzado a manipular los genes de G. oxydans para que extraiga los elementos de forma más eficiente.Para ello, los investigadores utilizaron una tecnología que Barstow ayudó a desarrollar, llamada Knockout Sudoku, que les permitió desactivar uno por uno los 2.733 genes del genoma de G. oxydans. El equipo seleccionó mutantes, cada uno con un gen específico eliminado, para poder identificar qué genes desempeñan un papel en la obtención de elementos de la roca."Soy increíblemente optimista", dijo Gazel. "Tenemos un proceso aquí que será más eficiente que cualquier cosa que se haya hecho antes".Alexa Schmitz, investigadora postdoctoral en el laboratorio de Barstow, es la primera autora del estudio, "La colección Knockout de Gluconobacter oxydans encuentra una extracción mejorada de elementos de tierras raras", publicado en Nature Communications.
