Bakterid võivad olla haruldaste muldmetallide säästva kaevandamise võtmeks
allikas: Phys.orgMaagist pärinevad haruldased muldmetallid on tänapäeva elu jaoks üliolulised, kuid nende rafineerimine pärast kaevandamist on kulukas, kahjustab keskkonda ja esineb enamasti välismaal.Uues uuringus kirjeldatakse põhimõtte tõestust bakteri Gluconobacter oxydans loomiseks, mis astub suure esimese sammu haruldaste muldmetallide elementide hüppeliselt kasvava nõudluse rahuldamiseks viisil, mis vastab traditsiooniliste termokeemiliste ekstraheerimis- ja rafineerimismeetodite maksumusele ja tõhususele ning on piisavalt puhas vastama USA keskkonnastandarditele."Püüame välja töötada keskkonnasõbraliku, madala temperatuuri ja rõhuga meetodi haruldaste muldmetallide elementide kivist välja saamiseks," ütles Buz Barstow, paberi vanemautor ja bioloogilise ja keskkonnatehnika inseneri dotsent. Cornelli ülikool.Elemendid, mida perioodilisuse tabelis on 15, on vajalikud kõige jaoks, alates arvutitest, mobiiltelefonidest, ekraanidest, mikrofonidest, tuuleturbiinidest, elektrisõidukitest ja juhtmetest kuni radarite, sonarite, LED-tulede ja laetavate akudeni.Kui USA kunagi rafineeris oma haruldaste muldmetallide elemente, siis tootmine peatus enam kui viis aastakümmet tagasi. Nüüd toimub nende elementide täiustamine peaaegu täielikult teistes riikides, eriti Hiinas."Suurem osa haruldaste muldmetallide elementide tootmisest ja kaevandamisest on võõraste riikide käes, " ütles kaasautor Esteban Gazel, Cornelli maa- ja atmosfääriteaduste dotsent. "Nii et meie riigi ja eluviisi turvalisuse huvides peame selle ressursi kontrollimise rajale tagasi jõudma."USA haruldaste muldmetallide elementide iga-aastase vajaduse rahuldamiseks oleks 10 000 kilogrammi (~ 22 000 naela) elementide kaevandamiseks vaja ligikaudu 71,5 miljonit tonni (~78,8 miljonit tonni) toormaaki.Praegused meetodid põhinevad kivimi lahustamisel kuuma väävelhappega, millele järgneb orgaaniliste lahustite kasutamine, et eraldada lahuses üksteisest väga sarnased üksikud elemendid."Tahame välja mõelda viisi, kuidas teha viga, mis seda tööd paremini teeb," ütles Barstow.G. oxydans on tuntud selle poolest, et toodab kivimit lahustava happe nimega biolikviand; bakterid kasutavad hapet haruldaste muldmetallide elementidest fosfaatide tõmbamiseks. Teadlased on hakanud manipuleerima G. oxydansi geenidega, et see eraldaks elemente tõhusamalt.Selleks kasutasid teadlased tehnoloogiat, mida Barstow aitas välja töötada, nimega Knockout Sudoku, mis võimaldas neil ükshaaval keelata G. oxydansi genoomi 2733 geeni. Meeskond kureeris mutante, millest igaühel oli konkreetne geen välja tõrjutud, et nad saaksid tuvastada, millised geenid mängivad rolli elementide kivist väljatoomisel."Ma olen uskumatult optimistlik," ütles Gazel. "Meil on siin protsess, mis on tõhusam kui miski, mida varem tehti."Barstowi labori järeldoktor Alexa Schmitz on ajakirjas Nature Communications avaldatud uuringu "Gluconobacter oxydans Knockout Collection Finds Improved Rare Earth Element Extraction" esimene autor.
