સ્ત્રોત: ન્યૂઝસેન્ટર

દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો(REES) ગમે છેલેન્થેનમઅનેનિયોડીમિયમસેલ ફોન અને સોલાર પેનલથી લઈને સેટેલાઇટ અને ઇલેક્ટ્રિક વાહનો સુધી આધુનિક ઇલેક્ટ્રોનિક્સના આવશ્યક ઘટકો છે. આ ભારે ધાતુઓ નાની માત્રામાં હોવા છતાં આપણી આજુબાજુ જોવા મળે છે. પરંતુ માંગ સતત વધી રહી છે અને કારણ કે તે આટલી ઓછી સાંદ્રતામાં થાય છે, REE કાઢવાની પરંપરાગત પદ્ધતિઓ બિનકાર્યક્ષમ, પર્યાવરણીય રીતે પ્રદૂષિત અને કામદારોના સ્વાસ્થ્ય માટે હાનિકારક હોઈ શકે છે.

હવે, બાયોએન્જિનિયરિંગ રિસોર્સ (EMBER) પ્રોગ્રામ તરીકે ડિફેન્સ એડવાન્સ્ડ રિસર્ચ પ્રોજેક્ટ્સ એજન્સી (DARPA) પર્યાવરણીય સૂક્ષ્મજીવાણુઓ પાસેથી ભંડોળ સાથે, સાન ડિએગો સ્ટેટ યુનિવર્સિટીના સંશોધકો REE ના સ્થાનિક પુરવઠાને વધારવાના ઉદ્દેશ્ય સાથે અદ્યતન નિષ્કર્ષણ પદ્ધતિઓ વિકસાવી રહ્યા છે.

"અમે પુનઃપ્રાપ્તિ માટે એક નવી પ્રક્રિયા વિકસાવવાનો પ્રયાસ કરી રહ્યા છીએ જે પર્યાવરણને અનુકૂળ અને વધુ ટકાઉ છે," જીવવિજ્ઞાની અને મુખ્ય તપાસકર્તા મરિના કાલયુઝ્નાયાએ જણાવ્યું હતું.

આ કરવા માટે, સંશોધકો પર્યાવરણમાંથી REE મેળવવા માટે આત્યંતિક પરિસ્થિતિઓમાં રહેતા મિથેન-વપરાશ કરનાર બેક્ટેરિયાની કુદરતી વૃત્તિને ટેપ કરશે.

"તેમના ચયાપચયના માર્ગોમાં મુખ્ય એન્ઝાઇમેટિક પ્રતિક્રિયાઓમાંથી એક બનાવવા માટે તેમને દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોની જરૂર છે," કાલયુઝ્નાયાએ કહ્યું.

REE માં સામયિક કોષ્ટકના ઘણા લેન્થેનાઇડ તત્વોનો સમાવેશ થાય છે. યુનિવર્સિટી ઓફ કેલિફોર્નિયા, બર્કલે અને પેસિફિક નોર્થવેસ્ટ નેશનલ લેબોરેટરી (PNNL) સાથે સહયોગમાં, SDSU સંશોધકોએ જૈવિક પ્રક્રિયાઓને રિવર્સ એન્જિનિયર કરવાની યોજના બનાવી છે જે બેક્ટેરિયાને પર્યાવરણમાંથી ધાતુઓ મેળવવાની મંજૂરી આપે છે. બાયોકેમિસ્ટ જ્હોન લવના જણાવ્યા અનુસાર, આ પ્રક્રિયાને સમજવાથી કૃત્રિમ ડિઝાઇનર પ્રોટીનની રચનાની જાણ થશે જે ઉચ્ચ વિશિષ્ટતા સાથે વિવિધ પ્રકારના લેન્થેનાઇડ્સ સાથે જોડાય છે. PNNL ની ટીમ એક્સ્ટ્રીમોફિલિક અને REE સંચિત બેક્ટેરિયાના આનુવંશિક નિર્ણાયકોને ઓળખશે, અને પછી તેમના REE ગ્રહણને લાક્ષણિકતા આપશે.

ટીમ પછી તેમના કોષોની સપાટી પર મેટલ-બંધનકર્તા પ્રોટીન બનાવવા માટે બેક્ટેરિયાને સંશોધિત કરશે, લવે જણાવ્યું હતું.

REE એ ખાણના પૂંછડીઓમાં પ્રમાણમાં વિપુલ પ્રમાણમાં છે, કેટલાક ધાતુના અયસ્કના કચરાના ઉત્પાદનો, જેમ કે એલ્યુમિનિયમ.

"ખાણની પૂંછડીઓ ખરેખર કચરો છે જેમાં હજુ પણ ઘણી ઉપયોગી સામગ્રી છે," કાલયુઝ્નાયાએ કહ્યું.

અંદર REE ને શુદ્ધ કરવા અને એકત્રિત કરવા માટે, પાણીની આ સ્લરીઝ અને કચડી ખડકોને સંશોધિત બેક્ટેરિયા ધરાવતા બાયોફિલ્ટર દ્વારા ચલાવવામાં આવશે, જે બેક્ટેરિયાની સપાટી પરના ડિઝાઇનર પ્રોટીનને REE સાથે પસંદગીયુક્ત રીતે જોડવાની મંજૂરી આપશે. તેમના નમૂના તરીકે સેવા આપતા મિથેન-પ્રેમાળ બેક્ટેરિયાની જેમ, સુધારેલ બેક્ટેરિયા પીએચ, તાપમાન અને ખારાશની ચરમસીમાને સહન કરશે, ખાણના પૂંછડીઓમાં જોવા મળતી પરિસ્થિતિઓ.

સંશોધકો બાયોફિલ્ટરમાં ઉપયોગ માટે છિદ્રાળુ, સોર્બન્ટ સામગ્રીની બાયોપ્રિન્ટ કરવા માટે ઉદ્યોગ ભાગીદાર, પાલો અલ્ટો રિસર્ચ સેન્ટર (PARC), ઝેરોક્સ કંપની સાથે સહયોગ કરશે. આ બાયોપ્રિંટિંગ ટેક્નોલોજી ઓછી કિંમતની અને સ્કેલેબલ છે અને ખનિજ પુનઃપ્રાપ્તિ માટે વ્યાપકપણે લાગુ કરવામાં આવે ત્યારે નોંધપાત્ર બચતમાં પરિણમવાનો અંદાજ છે.

બાયોફિલ્ટરનું પરીક્ષણ અને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા ઉપરાંત, ટીમે બાયોફિલ્ટરમાંથી જ શુદ્ધ થયેલા લેન્થેનાઇડ્સ એકત્રિત કરવા માટેની પદ્ધતિઓ પણ વિકસાવવી પડશે, પર્યાવરણીય ઇજનેર ક્રિસ્ટી ડાયક્સ્ટ્રા અનુસાર. સંશોધકોએ પુનઃપ્રાપ્તિ પ્રક્રિયાને ચકાસવા અને રિફાઇન કરવા માટે સ્ટાર્ટઅપ કંપની, ફોનિક્સ ટેલિંગ્સ સાથે જોડાણ કર્યું છે.

કારણ કે ધ્યેય REEs કાઢવા માટે વ્યાપારી રીતે સધ્ધર પરંતુ પર્યાવરણને અનુકૂળ પ્રક્રિયા વિકસાવવાનો છે, Dykstra અને કેટલાક પ્રોજેક્ટ ભાગીદારો લેન્થેનાઈડ પુનઃપ્રાપ્ત કરવા માટેની અન્ય તકનીકોની સરખામણીમાં સિસ્ટમના ખર્ચનું વિશ્લેષણ કરશે, પરંતુ પર્યાવરણીય અસરનું પણ વિશ્લેષણ કરશે.

"અમે ધારીએ છીએ કે તેનાથી પર્યાવરણને ઘણો ફાયદો થશે અને હાલમાં જે ઉપયોગમાં લેવાય છે તેની સરખામણીમાં ઉર્જા ખર્ચ ઓછો હશે," ડાયક્સ્ટ્રાએ કહ્યું. “આના જેવી સિસ્ટમ ઓછી ઉર્જા ઇનપુટ્સ સાથે, નિષ્ક્રિય બાયોફિલ્ટરેશન સિસ્ટમ વધુ હશે. અને પછી, સૈદ્ધાંતિક રીતે, ખરેખર પર્યાવરણને નુકસાનકારક સોલવન્ટ્સ અને તેના જેવી વસ્તુઓનો ઓછો ઉપયોગ. ઘણી બધી વર્તમાન પ્રક્રિયાઓ ખરેખર કઠોર અને બિન-પર્યાવરણને અનુકૂળ દ્રાવકનો ઉપયોગ કરશે.

ડાયક્સ્ટ્રા એ પણ નોંધ્યું છે કે બેક્ટેરિયા પોતાની નકલ કરે છે, તેથી સૂક્ષ્મજીવાણુ-આધારિત તકનીકો સ્વ-નવીકરણ કરે છે, "જ્યારે જો આપણે રાસાયણિક પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરીએ, તો આપણે સતત વધુને વધુ રસાયણ ઉત્પન્ન કરવું પડશે."

"ભલે તે થોડો વધુ ખર્ચ કરશે, પરંતુ તે પર્યાવરણને નુકસાન કરતું નથી, તે અર્થપૂર્ણ છે," કાલયુઝ્નાયાએ કહ્યું.

DARPA દ્વારા ભંડોળ પૂરું પાડવામાં આવેલ પ્રોજેક્ટનો ધ્યેય ચાર વર્ષમાં બાયો-ડ્રિવન REE-પુનઃપ્રાપ્તિ ટેક્નોલોજીનો પુરાવો પ્રદાન કરવાનો છે, જેને કાલયુઝ્નાયાએ જણાવ્યું હતું કે વ્યૂહાત્મક દ્રષ્ટિકોણ અને ક્રોસ-ડિસિપ્લિનરી આઉટલૂકની જરૂર પડશે.

તેણીએ ઉમેર્યું હતું કે આ પ્રોજેક્ટ SDSU સ્નાતક વિદ્યાર્થીઓને મલ્ટિડિસિપ્લિનરી રિસર્ચમાં ભાગ લેવાની તક પૂરી પાડશે "અને જુઓ કે કેવી રીતે માત્ર વિચારોથી લઈને પાયલોટ નિદર્શન સુધી વિભાવનાઓ વિકાસ કરી શકે છે."

---

પોસ્ટ સમય: એપ્રિલ-17-2023