sumber: newscenter

Unsur tanah langka(REEs) kayalanthanumlanneodymiumminangka komponen penting elektronik modern, saka ponsel lan panel surya nganti satelit lan kendaraan listrik. Logam abot iki ana ing saubengé, sanajan jumlah cilik. Nanging panjaluk terus mundhak lan amarga ana ing konsentrasi sing sithik, cara tradisional ngekstrak REE bisa dadi ora efisien, polusi lingkungan, lan ngrusak kesehatan para pekerja.

Saiki, kanthi pendanaan saka Defence Advanced Research Projects Agency (DARPA) Mikroba Lingkungan minangka program BioEngineering Resource (EMBER), peneliti Universitas Negeri San Diego ngembangake metode ekstraksi lanjutan kanthi tujuan kanggo ningkatake pasokan domestik REE.

"Kita nyoba ngembangake prosedur anyar kanggo pemulihan sing ramah lingkungan lan luwih lestari," ujare ahli biologi lan peneliti utama Marina Kalyuzhnaya.

Kanggo nindakake iki, para peneliti bakal ngetutake kecenderungan alami bakteri sing ngonsumsi metana sing urip ing kahanan sing ekstrem kanggo njupuk REE saka lingkungan.

"Dheweke mbutuhake unsur bumi langka kanggo nggawe salah sawijining reaksi enzimatik kunci ing jalur metabolisme," ujare Kalyuzhnaya.

REE kalebu akeh unsur lantanida ing tabel périodik. Kanthi kolaborasi karo Universitas California, Berkeley lan Laboratorium Nasional Northwest Pasifik (PNNL), peneliti SDSU ngrancang mbalikke proses biologis sing ngidini bakteri bisa panen logam saka lingkungan. Pangertosan proses iki bakal menehi informasi babagan nggawe protèin desainer sintetik sing ikatan kanthi spesifik dhuwur kanggo macem-macem jinis lantanida, miturut biokimia John Love. Tim PNNL bakal ngenali penentu genetik bakteri akumulasi ekstremofilik lan REE, lan banjur menehi ciri penyerapan REE.

Tim kasebut banjur bakal ngowahi bakteri kanggo ngasilake protein sing ngiket logam ing permukaan sel, ujare Love.

REEs relatif akeh banget ing tailing tambang, produk limbah saka sawetara bijih logam, kayata aluminium.

"Tailing tambang sejatine sampah sing isih akeh bahan sing migunani," ujare Kalyuzhnaya.

Kanggo ngresiki lan nglumpukake REE ing njero, slurries banyu lan watu sing diremuk iki bakal ditindakake liwat biofilter sing ngemot bakteri sing diowahi, saéngga protèin desainer ing permukaan bakteri bisa selektif ngiket menyang REE. Kaya bakteri sing seneng metana sing dadi cithakan, bakteri sing luwih apik bakal ngidinke pH, suhu lan salinitas sing ekstrem, kahanan sing ditemokake ing tailing tambang.

Para peneliti bakal kolaborasi karo mitra industri, Pusat Riset Palo Alto (PARC), perusahaan Xerox, kanggo bioprint bahan keropos, sorben kanggo digunakake ing biofilter. Teknologi bioprinting iki murah lan bisa diukur lan diprakirakake bakal ngasilake tabungan sing signifikan nalika ditrapake sacara wiyar kanggo pemulihan mineral.

Saliyane nguji lan ngoptimalake biofilter, tim kasebut uga kudu ngembangake metode kanggo ngumpulake lantanida sing diresiki saka biofilter kasebut, miturut insinyur lingkungan Christy Dykstra. Para peneliti wis kerja sama karo perusahaan wiwitan, Phoenix Tailings, kanggo nyoba lan nyaring proses pemulihan.

Amarga tujuane yaiku ngembangake proses sing sregep komersial nanging ramah lingkungan kanggo ngekstrak REE, Dykstra lan sawetara mitra proyek bakal nganalisa biaya sistem dibandhingake karo teknologi liyane kanggo mbalekake lantanida, nanging uga dampak lingkungan.

"We do antisipasi sing bakal duwe akèh keuntungan lingkungan lan biaya energi murah dibandhingake apa saiki digunakake," ngandika Dykstra. "Sistem kaya iki bakal dadi sistem biofiltrasi pasif, kanthi input energi sing kurang. Banjur, miturut teori, kurang nggunakake pelarut sing mbebayani banget kanggo lingkungan lan liya-liyane. Akeh proses saiki bakal nggunakake pelarut sing kasar lan ora ramah lingkungan.

Dykstra uga nyathet yen amarga bakteri niru awake dhewe, teknologi berbasis mikroba bisa nganyari maneh, "yen yen nggunakake metode kimia, kita kudu terus ngasilake bahan kimia liyane."

"Sanajan bakal larang luwih sithik, nanging ora ngrusak lingkungan, mesthine bisa dingerteni," ujare Kalyuzhnaya.

Tujuan proyek sing didanai DARPA yaiku nyedhiyakake bukti-konsep teknologi pemulihan REE sing didorong bio sajrone patang taun, sing ujare Kalyuzhnaya bakal mbutuhake visi strategis lan wawasan lintas disiplin.

Dheweke nambahake manawa proyek kasebut bakal menehi siswa lulusan SDSU kesempatan kanggo melu riset multidisiplin "lan ndeleng kepiye konsep bisa tuwuh saka mung ide nganti demonstrasi pilot."

---

Wektu kirim: Apr-17-2023