foinse: ionad nuachta

Eilimintí cré annamh(REEs) mhaithlantanumagusneoidimiamis comhpháirteanna riachtanacha iad den leictreonaic nua-aimseartha, ó fhóin phóca agus painéil ghréine go satailítí agus feithiclí leictreacha. Tarlaíonn na miotail throma seo timpeall orainn, cé gur i gcainníochtaí beaga iad. Ach leanann an t-éileamh ag ardú agus toisc go dtarlaíonn siad i dtiúchan chomh híseal sin, is féidir le modhanna traidisiúnta chun REEs a bhaint a bheith neamhéifeachtach, truaillithe don chomhshaol, agus dochar a dhéanamh do shláinte oibrithe.

Anois, le maoiniú ó Mhiocróib Chomhshaoil ​​na Gníomhaireachta um Thionscadail Ardtaighde Cosanta (DARPA) mar chlár Acmhainn Bith-Innealtóireachta (EMBER), tá taighdeoirí Ollscoil Stáit San Diego ag forbairt modhanna eastósctha chun cinn agus é mar aidhm acu soláthar baile REEanna a threisiú.

“Táimid ag iarraidh nós imeachta téarnaimh nua a fhorbairt atá neamhdhíobhálach don chomhshaol agus níos inbhuanaithe,” a dúirt an bitheolaí agus an príomh-imscrúdaitheoir Marina Kalyuzhnaya.

Chun seo a dhéanamh, bainfidh na taighdeoirí leas as claonadh nádúrtha na mbaictéar a ídíonn meatáin a mhaireann faoi dhálaí foircneacha chun REEs a ghabháil ón gcomhshaol.

“Tá eilimintí tearc-chré ag teastáil uathu chun ceann de na príomhimoibrithe einsímeacha a dhéanamh ina gcuid cosáin meitibileach,” a dúirt Kalyuzhnaya.

Áirítear ar REEanna go leor gnéithe lanthanide den tábla peiriadach. I gcomhar le hOllscoil California, Berkeley agus Saotharlann Náisiúnta Iarthuaisceart an Aigéin Chiúin (PNNL), tá sé beartaithe ag taighdeoirí an SDSU innealtóireacht a dhéanamh ar na próisis bhitheolaíocha a ligeann do na baictéir na miotail a bhaint as an gcomhshaol a aisiompú. Le tuiscint an phróisis seo cuirfear in iúl do chruthú próitéiní dearthóra sintéiseacha a cheanglaíonn le sainiúlacht ard le cineálacha éagsúla lanthanides, de réir an bithcheimiceoir John Love. Aithneoidh foireann PNNL deitéarmanaint ghéiniteacha na mbaictéar carntha extremophilic agus REE, agus ansin déanfaidh siad a n-iontógáil REE a thréithriú.

Déanfaidh an fhoireann na baictéir a mhodhnú ansin chun na próitéiní ceangailteach miotail a tháirgeadh ar dhromchla a gcealla, a dúirt Love.

Tá REEs sách flúirseach i fuíll mianach, táirgí dramhaíola roinnt mianta miotail, mar shampla alúmanam.

“Is dramhaíl iarbhír iad fuíll mianaigh a bhfuil go leor ábhar úsáideach ann fós,” a dúirt Kalyuzhnaya.

Chun na REEs laistigh a íonú agus a bhailiú, déanfar na sciodair uisce agus carraigeacha brúite seo a reáchtáil trí bhithscagaire ina bhfuil na baictéir mhodhnaithe, rud a ligeann do na próitéiní dearthóra ar dhromchla na baictéir ceangal go roghnach leis na REEs. Cosúil leis na baictéir a bhfuil grá acu ar mheatán agus a bhí mar theimpléid acu, glacfaidh na baictéir fheabhsaithe foircneacha pH, teochta agus salandacht, coinníollacha a fhaightear sna fuíll mhianaigh.

Comhoibreoidh na taighdeoirí le comhpháirtí tionscail, Palo Alto Research Centre (PARC), cuideachta Xerox, chun ábhar scagach, sorbach a bhithphriontáil le húsáid sa bhithscagaire. Tá an teicneolaíocht bithphriontála seo ar chostas íseal agus inscálaithe agus meastar go mbeidh coigilteas suntasach ann nuair a chuirtear i bhfeidhm go ginearálta é ar aisghabháil mianraí.

Chomh maith leis an mbithscagaire a thástáil agus a bharrfheabhsú, beidh ar an bhfoireann modhanna a fhorbairt freisin chun na lanthanides íonaithe a bhailiú ón mbithscagaire féin, dar leis an innealtóir comhshaoil ​​Christy Dykstra. Chuaigh na taighdeoirí i gcomhar le cuideachta tosaithe, Phoenix Tailings, chun an próiseas téarnaimh a thástáil agus a fheabhsú.

Toisc gurb é an sprioc próiseas inmharthana tráchtála ach neamhdhíobhálach don chomhshaol a fhorbairt chun REEs a bhaint, déanfaidh Dykstra agus roinnt de na comhpháirtithe tionscadail anailís ar chostais an chórais i gcomparáid le teicneolaíochtaí eile chun lanthanides a aisghabháil, ach freisin an tionchar comhshaoil.

“Táimid ag súil go mbeadh go leor buntáistí comhshaoil ​​aige agus go mbeadh costais fuinnimh níos ísle i gcomparáid leis an méid a úsáidtear faoi láthair,” a dúirt Dykstra. “Bheadh ​​córas mar seo níos mó de chóras bith-scagtha éighníomhach, le níos lú ionchuir fuinnimh. Agus ansin, go teoiriciúil, níos lú úsáide a bhaint as tuaslagóirí atá díobhálach don chomhshaol i ndáiríre agus rudaí mar sin. Bainfidh go leor próiseas reatha úsáid as tuaslagóirí atá fíor-dhian agus neamhdhíobhálach don chomhshaol.”

Tugann Dykstra faoi deara freisin, ós rud é go ndéanann baictéir iad féin a mhacasamhlú, go bhfuil teicneolaíochtaí atá bunaithe ar mhiocrób féin-athnuachan, “ach dá mba rud é go n-úsáidfimid modh ceimiceach, bheadh ​​orainn níos mó agus níos mó ceimiceán a tháirgeadh go leanúnach.”

“Fiú má chosnóidh sé beagán níos mó, ach nach ndéanann sé dochar don chomhshaol, bheadh ​​ciall leis,” a dúirt Kalyuzhnaya.

Is é sprioc an tionscadail atá maoinithe ag DARPA ná cruthúnas ar choincheap na teicneolaíochta bith-thiomáinte REE-aisghabhála a sholáthar i gceithre bliana, rud a dúirt Kalyuzhnaya go mbeidh gá le fís straitéiseach agus dearcadh trasdisciplíneach.

Dúirt sí freisin go dtabharfaidh an tionscadal deis do mhic léinn iarchéime SDSU páirt a ghlacadh i dtaighde ildisciplíneach “agus féachaint conas is féidir le coincheapa fás ó smaointe díreach go léiriúchán píolótach.”

---

Am poist: Apr-17-2023