Bakteerit voivat olla avainasemassa harvinaisten maametallien kestävässä louhinnassa
lähde: Phys.orgMalmista peräisin olevat harvinaiset maametallit ovat elintärkeitä nykyelämälle, mutta niiden jalostaminen louhinnan jälkeen on kallista, vahingoittaa ympäristöä ja tapahtuu enimmäkseen ulkomailla.Uusi tutkimus kuvaa periaatteellisen todisteen bakteerin, Gluconobacter oxydans, suunnittelusta, joka ottaa suuren ensimmäisen askeleen kohti räjähdysmäisesti kasvavaa harvinaisten maametallien kysyntää tavalla, joka vastaa perinteisten termokemiallisten uutto- ja jalostusmenetelmien kustannuksia ja tehokkuutta ja on riittävän puhdas täyttävät Yhdysvaltain ympäristöstandardit."Yritämme kehittää ympäristöystävällisen, matalan lämpötilan ja matalapaineisen menetelmän harvinaisten maametallien poistamiseksi kivistä", sanoi Buz Barstow, lehden vanhempi kirjailija ja biologisen ja ympäristötekniikan apulaisprofessori. Cornellin yliopisto.Elementtejä – joita jaksollisessa taulukossa on 15 – tarvitaan kaikkeen tietokoneista, matkapuhelimista, näytöistä, mikrofoneista, tuuliturbiineista, sähköajoneuvoista ja johtimista tutkoihin, kaikuluotaimiin, LED-valoihin ja ladattaviin akkuihin.Vaikka Yhdysvallat jalosti kerran omia harvinaisia maaelementtejään, tuotanto lopetettiin yli viisi vuosikymmentä sitten. Nyt näiden elementtien jalostus tapahtuu lähes kokonaan muissa maissa, erityisesti Kiinassa."Suurin osa harvinaisten maametallien tuotannosta ja louhinnasta on vieraiden kansojen käsissä", sanoi toinen kirjoittaja Esteban Gazel, Cornellin maa- ja ilmatieteiden apulaisprofessori. "Joten maamme ja elämäntapamme turvallisuuden vuoksi meidän on palattava raiteilleen tämän resurssin hallinnassa."Yhdysvaltojen vuosittaisten harvinaisten maametallien tarpeiden tyydyttämiseksi tarvittaisiin noin 71,5 miljoonaa tonnia (~78,8 miljoonaa tonnia) raakamalmia 10 000 kilogramman (~ 22 000 punnan) alkuaineiden louhimiseen.Nykyiset menetelmät perustuvat kiven liuottamiseen kuumalla rikkihapolla, minkä jälkeen käytetään orgaanisia liuottimia hyvin samankaltaisten yksittäisten alkuaineiden erottamiseen toisistaan liuoksessa."Haluamme keksiä tavan tehdä bugi, joka tekee tämän työn paremmin", Barstow sanoi.G. oxydans tunnetaan biolixiviantiksi kutsutun hapon valmistamisesta, joka liuottaa kiveä; bakteerit käyttävät happoa vetääkseen fosfaatteja harvinaisista maametallista. Tutkijat ovat alkaneet manipuloida G. oxydansin geenejä, jotta se uuttaisi elementtejä tehokkaammin.Tehdäkseen niin tutkijat käyttivät teknologiaa, jonka Barstow auttoi kehittämään, nimeltään Knockout Sudoku, jonka avulla he pystyivät poistamaan käytöstä G. oxydansin genomin 2 733 geeniä yksitellen. Tiimi kuratoi mutantteja, joista jokaisessa oli tietty geeni poistunut, jotta he voisivat tunnistaa, mitkä geenit osallistuvat elementtien poistamiseen kivestä."Olen uskomattoman optimistinen", Gazel sanoi. "Meillä on täällä prosessi, joka tulee olemaan tehokkaampi kuin mikään aiemmin tehty."Alexa Schmitz, tohtoritutkija Barstowin laboratoriossa, on ensimmäinen kirjoittaja Nature Communicationsissa julkaistussa tutkimuksessa "Gluconobacter oxydans Knockout Collection Finds Improved Rare Earth Element Extraction".
