Bakterije bi mogle biti ključne za održivo vađenje rijetkih zemalja
izvor: Phys.orgRijetki zemni elementi iz rude vitalni su za moderni život, ali njihovo rafiniranje nakon rudarenja je skupo, šteti okolišu i uglavnom se događa u inozemstvu.Nova studija opisuje dokaz principa za inženjering bakterije, Gluconobacter oxydans, koja poduzima veliki prvi korak prema zadovoljavanju sve veće potražnje za elementima rijetkih zemalja na način koji odgovara cijeni i učinkovitosti tradicionalnih metoda termokemijske ekstrakcije i pročišćavanja i dovoljno je čist da zadovoljiti ekološke standarde SAD-a."Pokušavamo osmisliti ekološki prihvatljivu metodu niske temperature i niskog tlaka za dobivanje elemenata rijetke zemlje iz stijene", rekao je Buz Barstow, stariji autor rada i asistent profesora biologije i inženjerstva okoliša na Sveučilište Cornell.Elementi — kojih ima 15 u periodnom sustavu — neophodni su za sve, od računala, mobitela, ekrana, mikrofona, vjetroturbina, električnih vozila i vodiča do radara, sonara, LED svjetala i punjivih baterija.Dok su SAD nekoć rafinirale vlastite elemente rijetke zemlje, ta je proizvodnja prestala prije više od pet desetljeća. Sada se usavršavanje ovih elemenata odvija gotovo u potpunosti u drugim zemljama, posebice u Kini."Većina proizvodnje i ekstrakcije rijetkih zemnih elemenata u rukama je stranih država", rekao je koautor Esteban Gazel, izvanredni profesor znanosti o Zemlji i atmosferi na Cornellu. "Zbog sigurnosti naše zemlje i načina života, moramo se vratiti na pravi put kontrole tog resursa."Da bi se zadovoljile godišnje potrebe SAD-a za elementima rijetke zemlje, bilo bi potrebno otprilike 71,5 milijuna tona (~78,8 milijuna tona) sirove rude da bi se ekstrahiralo 10.000 kilograma (~22.000 funti) elemenata.Sadašnje metode oslanjaju se na otapanje stijene vrućom sumpornom kiselinom, nakon čega slijedi korištenje organskih otapala za odvajanje vrlo sličnih pojedinačnih elemenata jedan od drugog u otopini."Želimo smisliti način da napravimo bubu koja bolje obavlja taj posao", rekao je Barstow.G. oxydans je poznat po stvaranju kiseline koja se zove biolixiviant koja otapa stijene; bakterije koriste kiselinu da povuku fosfate iz elemenata rijetkih zemalja. Istraživači su počeli manipulirati genima G. oxydans kako bi učinkovitije ekstrahirao elemente.Kako bi to učinili, istraživači su koristili tehnologiju koju je Barstow pomogao razviti, nazvanu Knockout Sudoku, koja im je omogućila da onesposobe 2733 gena u genomu G. oxydans jedan po jedan. Tim je kurirao mutante, od kojih je svaki izbacio određeni gen, kako bi mogli identificirati koji geni igraju ulogu u izvlačenju elemenata iz stijene."Nevjerojatno sam optimistična", rekla je Gazel. "Ovdje imamo proces koji će biti učinkovitiji od svega što je učinjeno prije."Alexa Schmitz, postdoktorandica u Barstowovu laboratoriju, prva je autorica studije "Gluconobacter oxydans Knockout Collection Finds Improved Rare Earth Element Extraction", objavljene u Nature Communications.
