ಮೂಲ: ಸುದ್ದಿ ಕೇಂದ್ರ

ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಅಂಶಗಳು(REEs) ಇಷ್ಟಲ್ಯಾಂಥನಮ್ಮತ್ತುನಿಯೋಡೈಮಿಯಮ್ಸೆಲ್ ಫೋನ್‌ಗಳು ಮತ್ತು ಸೌರ ಫಲಕಗಳಿಂದ ಹಿಡಿದು ಉಪಗ್ರಹಗಳು ಮತ್ತು ಎಲೆಕ್ಟ್ರಿಕ್ ವಾಹನಗಳವರೆಗೆ ಆಧುನಿಕ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ಸ್‌ನ ಅಗತ್ಯ ಅಂಶಗಳಾಗಿವೆ. ಈ ಭಾರೀ ಲೋಹಗಳು ನಮ್ಮ ಸುತ್ತಲೂ ಸಂಭವಿಸುತ್ತವೆ, ಆದರೂ ಸಣ್ಣ ಪ್ರಮಾಣದಲ್ಲಿ. ಆದರೆ ಬೇಡಿಕೆಯು ಹೆಚ್ಚುತ್ತಲೇ ಇದೆ ಮತ್ತು ಅವುಗಳು ಕಡಿಮೆ ಸಾಂದ್ರತೆಗಳಲ್ಲಿ ಸಂಭವಿಸುವುದರಿಂದ, REE ಗಳನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯುವ ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ವಿಧಾನಗಳು ಅಸಮರ್ಥವಾಗಬಹುದು, ಪರಿಸರ ಮಾಲಿನ್ಯಕಾರಕ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಮಿಕರ ಆರೋಗ್ಯಕ್ಕೆ ಹಾನಿಕಾರಕವಾಗಿದೆ.

ಈಗ, ಡಿಫೆನ್ಸ್ ಅಡ್ವಾನ್ಸ್ಡ್ ರಿಸರ್ಚ್ ಪ್ರಾಜೆಕ್ಟ್ಸ್ ಏಜೆನ್ಸಿ (DARPA) ಎನ್ವಿರಾನ್ಮೆಂಟಲ್ ಮೈಕ್ರೋಬ್ಸ್‌ನಿಂದ ಬಯೋಇಂಜಿನಿಯರಿಂಗ್ ರಿಸೋರ್ಸ್ (EMBER) ಕಾರ್ಯಕ್ರಮವಾಗಿ ಧನಸಹಾಯದೊಂದಿಗೆ, ಸ್ಯಾನ್ ಡಿಯಾಗೋ ಸ್ಟೇಟ್ ಯೂನಿವರ್ಸಿಟಿ ಸಂಶೋಧಕರು REE ಗಳ ದೇಶೀಯ ಪೂರೈಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಿಸುವ ಉದ್ದೇಶದಿಂದ ಸುಧಾರಿತ ಹೊರತೆಗೆಯುವ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುತ್ತಿದ್ದಾರೆ.

"ನಾವು ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚು ಸಮರ್ಥನೀಯ ಚೇತರಿಕೆಗಾಗಿ ಹೊಸ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಲು ಪ್ರಯತ್ನಿಸುತ್ತಿದ್ದೇವೆ" ಎಂದು ಜೀವಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಮತ್ತು ಪ್ರಧಾನ ತನಿಖಾಧಿಕಾರಿ ಮರೀನಾ ಕಲ್ಯುಜ್ನಾಯಾ ಹೇಳಿದರು.

ಇದನ್ನು ಮಾಡಲು, ಪರಿಸರದಿಂದ REE ಗಳನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿಯಲು ತೀವ್ರವಾದ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ವಾಸಿಸುವ ಮೀಥೇನ್-ಸೇವಿಸುವ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ನೈಸರ್ಗಿಕ ಪ್ರವೃತ್ತಿಯನ್ನು ಸಂಶೋಧಕರು ಸ್ಪರ್ಶಿಸುತ್ತಾರೆ.

"ಅವುಗಳ ಚಯಾಪಚಯ ಮಾರ್ಗಗಳಲ್ಲಿ ಪ್ರಮುಖ ಕಿಣ್ವಕ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದನ್ನು ಮಾಡಲು ಅಪರೂಪದ ಭೂಮಿಯ ಅಂಶಗಳ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ" ಎಂದು ಕಲ್ಯುಜ್ನಾಯಾ ಹೇಳಿದರು.

REEಗಳು ಆವರ್ತಕ ಕೋಷ್ಟಕದ ಅನೇಕ ಲ್ಯಾಂಥನೈಡ್ ಅಂಶಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿವೆ. ಕ್ಯಾಲಿಫೋರ್ನಿಯಾ ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾಲಯ, ಬರ್ಕ್ಲಿ ಮತ್ತು ಪೆಸಿಫಿಕ್ ವಾಯುವ್ಯ ರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಪ್ರಯೋಗಾಲಯ (PNNL) ಸಹಯೋಗದೊಂದಿಗೆ, SDSU ಸಂಶೋಧಕರು ಪರಿಸರದಿಂದ ಲೋಹಗಳನ್ನು ಕೊಯ್ಲು ಮಾಡಲು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾವನ್ನು ಅನುಮತಿಸುವ ಜೈವಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ರಿವರ್ಸ್ ಎಂಜಿನಿಯರ್ ಮಾಡಲು ಯೋಜಿಸಿದ್ದಾರೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅರ್ಥಮಾಡಿಕೊಳ್ಳುವುದು ಜೀವರಸಾಯನಶಾಸ್ತ್ರಜ್ಞ ಜಾನ್ ಲವ್ ಪ್ರಕಾರ, ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ಲ್ಯಾಂಥನೈಡ್‌ಗಳಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ನಿರ್ದಿಷ್ಟತೆಯೊಂದಿಗೆ ಬಂಧಿಸುವ ಸಿಂಥೆಟಿಕ್ ಡಿಸೈನರ್ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳ ರಚನೆಯನ್ನು ತಿಳಿಸುತ್ತದೆ. ಪಿಎನ್‌ಎನ್‌ಎಲ್‌ನ ತಂಡವು ಎಕ್ಸ್‌ಟ್ರೊಫಿಲಿಕ್ ಮತ್ತು ಆರ್‌ಇಇ ಸಂಚಯಿಸುವ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಜೆನೆಟಿಕ್ ಡಿಟರ್ಮಿನೆಂಟ್‌ಗಳನ್ನು ಗುರುತಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ನಂತರ ಅವುಗಳ ಆರ್‌ಇಇ ಹೀರಿಕೊಳ್ಳುವಿಕೆಯನ್ನು ನಿರೂಪಿಸುತ್ತದೆ.

ತಂಡವು ನಂತರ ತಮ್ಮ ಜೀವಕೋಶಗಳ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಲೋಹ-ಬಂಧಿಸುವ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಲು ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾವನ್ನು ಮಾರ್ಪಡಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದು ಲವ್ ಹೇಳಿದರು.

ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನಂತಹ ಕೆಲವು ಲೋಹದ ಅದಿರುಗಳ ತ್ಯಾಜ್ಯ ಉತ್ಪನ್ನಗಳಾದ ಗಣಿ ಟೈಲಿಂಗ್‌ಗಳಲ್ಲಿ REE ಗಳು ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಹೇರಳವಾಗಿವೆ.

"ಮೈನ್ ಟೈಲಿಂಗ್ಗಳು ವಾಸ್ತವವಾಗಿ ತ್ಯಾಜ್ಯವಾಗಿದ್ದು, ಅದರಲ್ಲಿ ಇನ್ನೂ ಸಾಕಷ್ಟು ಉಪಯುಕ್ತ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ" ಎಂದು ಕಲ್ಯುಜ್ನಾಯಾ ಹೇಳಿದರು.

ಒಳಗೆ REE ಗಳನ್ನು ಶುದ್ಧೀಕರಿಸಲು ಮತ್ತು ಸಂಗ್ರಹಿಸಲು, ನೀರು ಮತ್ತು ಪುಡಿಮಾಡಿದ ಬಂಡೆಗಳ ಈ ಸ್ಲರಿಗಳನ್ನು ಮಾರ್ಪಡಿಸಿದ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಜೈವಿಕ ಫಿಲ್ಟರ್ ಮೂಲಕ ನಡೆಸಲಾಗುವುದು, ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದ ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿರುವ ಡಿಸೈನರ್ ಪ್ರೋಟೀನ್‌ಗಳು REE ಗಳಿಗೆ ಆಯ್ದವಾಗಿ ಬಂಧಿಸಲು ಅನುವು ಮಾಡಿಕೊಡುತ್ತದೆ. ಅವುಗಳ ಟೆಂಪ್ಲೇಟ್‌ಗಳಾಗಿ ಕಾರ್ಯನಿರ್ವಹಿಸಿದ ಮೀಥೇನ್-ಪ್ರೀತಿಯ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾದಂತೆ, ಸುಧಾರಿತ ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ಗಣಿ ಟೈಲಿಂಗ್‌ಗಳಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುವ pH, ತಾಪಮಾನ ಮತ್ತು ಲವಣಾಂಶದ ವಿಪರೀತಗಳನ್ನು ಸಹಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ.

ಬಯೋಫಿಲ್ಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಬಳಸಲು ಸರಂಧ್ರ, ಸೋರ್ಬೆಂಟ್ ವಸ್ತುವನ್ನು ಬಯೋಪ್ರಿಂಟ್ ಮಾಡಲು ಸಂಶೋಧಕರು ಉದ್ಯಮ ಪಾಲುದಾರರಾದ ಪಾಲೋ ಆಲ್ಟೊ ರಿಸರ್ಚ್ ಸೆಂಟರ್ (ಪಿಎಆರ್‌ಸಿ), ಜೆರಾಕ್ಸ್ ಕಂಪನಿಯೊಂದಿಗೆ ಸಹಕರಿಸುತ್ತಾರೆ. ಈ ಬಯೋಪ್ರಿಂಟಿಂಗ್ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಕಡಿಮೆ-ವೆಚ್ಚದ ಮತ್ತು ಸ್ಕೇಲೆಬಲ್ ಆಗಿದೆ ಮತ್ತು ಖನಿಜ ಮರುಪಡೆಯುವಿಕೆಗೆ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ ಗಮನಾರ್ಹ ಉಳಿತಾಯವನ್ನು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಬಯೋಫಿಲ್ಟರ್ ಅನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ಮತ್ತು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸುವುದರ ಜೊತೆಗೆ, ಪರಿಸರ ಎಂಜಿನಿಯರ್ ಕ್ರಿಸ್ಟಿ ಡೈಕ್ಸ್ಟ್ರಾ ಪ್ರಕಾರ, ಬಯೋಫಿಲ್ಟರ್‌ನಿಂದಲೇ ಶುದ್ಧೀಕರಿಸಿದ ಲ್ಯಾಂಥನೈಡ್‌ಗಳನ್ನು ಸಂಗ್ರಹಿಸುವ ವಿಧಾನಗಳನ್ನು ತಂಡವು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ. ಚೇತರಿಕೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲು ಮತ್ತು ಪರಿಷ್ಕರಿಸಲು ಸಂಶೋಧಕರು ಸ್ಟಾರ್ಟ್ಅಪ್ ಕಂಪನಿಯಾದ ಫೀನಿಕ್ಸ್ ಟೈಲಿಂಗ್ಸ್ ಜೊತೆ ಸೇರಿಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ.

REE ಗಳನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯಲು ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯ ಆದರೆ ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವುದು ಗುರಿಯಾಗಿರುವುದರಿಂದ, Dykstra ಮತ್ತು ಹಲವಾರು ಯೋಜನಾ ಪಾಲುದಾರರು ಲ್ಯಾಂಥನೈಡ್‌ಗಳನ್ನು ಮರುಪಡೆಯಲು ಇತರ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಿಗೆ ಹೋಲಿಸಿದರೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ವಿಶ್ಲೇಷಿಸುತ್ತಾರೆ, ಆದರೆ ಪರಿಸರದ ಪ್ರಭಾವವನ್ನೂ ಸಹ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ.

"ಇದು ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಸಾಕಷ್ಟು ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರಸ್ತುತ ಬಳಸುತ್ತಿರುವುದನ್ನು ಹೋಲಿಸಿದರೆ ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ವೆಚ್ಚವನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ ಎಂದು ನಾವು ನಿರೀಕ್ಷಿಸುತ್ತೇವೆ" ಎಂದು ಡೈಕ್ಸ್ಟ್ರಾ ಹೇಳಿದರು. "ಈ ರೀತಿಯ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯು ಕಡಿಮೆ ಶಕ್ತಿಯ ಒಳಹರಿವಿನೊಂದಿಗೆ ನಿಷ್ಕ್ರಿಯ ಜೈವಿಕ ಶೋಧನೆ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಾಗಿದೆ. ತದನಂತರ, ಸೈದ್ಧಾಂತಿಕವಾಗಿ, ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಹಾನಿಕಾರಕ ದ್ರಾವಕಗಳ ಕಡಿಮೆ ಬಳಕೆ ಮತ್ತು ಅಂತಹವುಗಳು. ಪ್ರಸ್ತುತ ಬಹಳಷ್ಟು ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ನಿಜವಾಗಿಯೂ ಕಠಿಣ ಮತ್ತು ಪರಿಸರ ಸ್ನೇಹಿಯಲ್ಲದ ದ್ರಾವಕಗಳನ್ನು ಬಳಸುತ್ತವೆ.

ಬ್ಯಾಕ್ಟೀರಿಯಾಗಳು ತಮ್ಮನ್ನು ತಾವು ಪುನರಾವರ್ತಿಸುವುದರಿಂದ, ಸೂಕ್ಷ್ಮಜೀವಿ-ಆಧಾರಿತ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳು ಸ್ವಯಂ-ನವೀಕರಣಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ, "ನಾವು ರಾಸಾಯನಿಕ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿದರೆ, ನಾವು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು ರಾಸಾಯನಿಕಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬೇಕಾಗುತ್ತದೆ" ಎಂದು ಡೈಕ್ಸ್ಟ್ರಾ ಗಮನಿಸುತ್ತದೆ.

"ಇದು ಸ್ವಲ್ಪ ಹೆಚ್ಚು ವೆಚ್ಚವಾಗಿದ್ದರೂ, ಪರಿಸರಕ್ಕೆ ಹಾನಿಯಾಗದಿದ್ದರೂ, ಅದು ಅರ್ಥಪೂರ್ಣವಾಗಿದೆ" ಎಂದು ಕಲ್ಯುಜ್ನಾಯ ಹೇಳಿದರು.

ನಾಲ್ಕು ವರ್ಷಗಳಲ್ಲಿ ಜೈವಿಕ-ಚಾಲಿತ REE-ರಿಕವರಿ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದ ಪುರಾವೆ-ಪರಿಕಲ್ಪನೆಯನ್ನು ಒದಗಿಸುವುದು DARPA-ನಿಧಿ ಯೋಜನೆಯ ಗುರಿಯಾಗಿದೆ, ಇದು ಕಾರ್ಯತಂತ್ರದ ದೃಷ್ಟಿ ಮತ್ತು ಅಡ್ಡ-ಶಿಸ್ತಿನ ದೃಷ್ಟಿಕೋನದ ಅಗತ್ಯವಿರುತ್ತದೆ ಎಂದು ಕಲಿಯುಜ್ನಾಯಾ ಹೇಳಿದರು.

ಯೋಜನೆಯು ಎಸ್‌ಡಿಎಸ್‌ಯು ಪದವೀಧರ ವಿದ್ಯಾರ್ಥಿಗಳಿಗೆ ಬಹುಶಿಸ್ತೀಯ ಸಂಶೋಧನೆಯಲ್ಲಿ ಭಾಗವಹಿಸಲು ಅವಕಾಶವನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ ಎಂದು ಅವರು ಹೇಳಿದರು "ಮತ್ತು ಪರಿಕಲ್ಪನೆಗಳು ಕೇವಲ ಆಲೋಚನೆಗಳಿಂದ ಪೈಲಟ್ ಪ್ರದರ್ಶನದವರೆಗೆ ಹೇಗೆ ಬೆಳೆಯಬಹುದು ಎಂಬುದನ್ನು ನೋಡಿ."

---

ಪೋಸ್ಟ್ ಸಮಯ: ಏಪ್ರಿಲ್-17-2023