A baktériumok kulcsfontosságúak lehetnek a ritkaföldfémek fenntartható kitermelésében
forrás: Phys.orgAz ércből származó ritkaföldfémek létfontosságúak a modern életben, de a bányászat utáni finomításuk költséges, károsítja a környezetet, és többnyire külföldön fordul elő.Egy új tanulmány a Gluconobacter oxydans nevű baktérium kifejlesztésének alapelvének bizonyítékát írja le, amely megteszi az első nagy lépést a ritkaföldfémek ugrásszerűen megnövekedett keresletének kielégítése felé oly módon, amely megfelel a hagyományos termokémiai extrakciós és finomítási módszerek költségének és hatékonyságának, és elég tiszta ahhoz, hogy megfelelnek az amerikai környezetvédelmi szabványoknak."Környezetbarát, alacsony hőmérsékletű, alacsony nyomású módszert próbálunk kidolgozni a ritkaföldfémek kőből való kiemelésére" - mondta Buz Barstow, a lap vezető szerzője, a biológiai és környezetmérnöki adjunktus. Cornell Egyetem.Az elemek – amelyekből 15 van a periódusos rendszerben – mindenhez szükségesek, kezdve a számítógépeken, mobiltelefonokon, képernyőkön, mikrofonokon, szélturbinákon, elektromos járműveken és vezetékeken át a radarokig, szonárokig, LED-lámpákig és újratölthető akkumulátorokig.Míg az Egyesült Államok egykor saját ritkaföldfém elemeit finomította, ez a termelés több mint öt évtizeddel ezelőtt leállt. Most ezeknek az elemeknek a finomítása szinte teljes egészében más országokban, különösen Kínában történik."A ritkaföldfém-elemek előállításának és kitermelésének nagy része külföldi nemzetek kezében van" - mondta Esteban Gazel, a Cornell föld- és légkörtudományok docense. "Tehát országunk biztonsága és életvitelünk érdekében vissza kell térnünk az erőforrás ellenőrzéséhez."Az Egyesült Államok éves ritkaföldfém-szükségletének kielégítéséhez nagyjából 71,5 millió tonna (~78,8 millió tonna) nyers ércre lenne szükség 10 000 kilogramm (~22 000 font) elem kitermeléséhez.A jelenlegi módszerek a kőzet forró kénsavval történő feloldásán alapulnak, majd szerves oldószerek felhasználásával nagyon hasonló egyedi elemeket választanak el egymástól egy oldatban."Szeretnénk kitalálni egy olyan hibát, amely ezt a feladatot jobban teljesíti" - mondta Barstow.A G. oxydans biolixiviánsnak nevezett sav előállításáról ismert, amely feloldja a kőzetet; a baktériumok a savat használják arra, hogy foszfátokat vonjanak ki a ritkaföldfémekből. A kutatók elkezdték manipulálni a G. oxydans génjeit, hogy hatékonyabban vonják ki az elemeket.Ennek érdekében a kutatók egy Barstow által segített Knockout Sudoku nevű technológiát alkalmaztak, amely lehetővé tette számukra a G. oxydans genomjában található 2733 gén egyenkénti letiltását. A csapat olyan mutánsokat állított össze, amelyek mindegyike egy-egy gént kiütött, így azonosítani tudták, mely gének játszanak szerepet az elemek kiemelésében a kőzetből.„Hihetetlenül optimista vagyok” – mondta Gazel. "Van itt egy folyamat, amely hatékonyabb lesz, mint bármi, amit korábban csináltunk."Alexa Schmitz, Barstow laboratóriumának posztdoktori kutatója a Nature Communications-ben megjelent „A Gluconobacter oxydans Knockout Collection Finds Improved Rare Earth Element Extraction” című tanulmány első szerzője.
