Baktērijas var būt atslēga retzemju ilgtspējīgai ieguvei
avots: Phys.orgRetzemju elementi no rūdas ir vitāli svarīgi mūsdienu dzīvei, taču to attīrīšana pēc ieguves ir dārga, kaitē videi un galvenokārt notiek ārzemēs.Jaunā pētījumā aprakstīts principa pierādījums baktērijas Gluconobacter oxydans izstrādei, kas sper pirmo lielo soli ceļā uz strauji pieaugošo retzemju elementu pieprasījumu tādā veidā, kas atbilst tradicionālo termoķīmiskās ekstrakcijas un rafinēšanas metožu izmaksām un efektivitātei un ir pietiekami tīrs, lai. atbilst ASV vides standartiem."Mēs cenšamies izstrādāt videi draudzīgu, zemas temperatūras un zema spiediena metodi retzemju elementu iegūšanai no klints," sacīja Buzs Barstovs, dokumenta vecākais autors un bioloģiskās un vides inženierijas docents. Kornela universitāte.Elementi, no kuriem periodiskajā tabulā ir 15, ir nepieciešami visam, sākot no datoriem, mobilajiem tālruņiem, ekrāniem, mikrofoniem, vēja turbīnām, elektriskajiem transportlīdzekļiem un vadītājiem līdz radariem, hidrolokatoriem, LED gaismām un uzlādējamām baterijām.Lai gan ASV savulaik rafinēja savus retzemju elementus, šī ražošana tika pārtraukta pirms vairāk nekā piecām desmitgadēm.Tagad šo elementu pilnveidošana gandrīz pilnībā notiek citās valstīs, īpaši Ķīnā."Lielākā daļa retzemju elementu ražošanas un ieguves ir svešu valstu rokās," sacīja līdzautors Estebans Gazels, Kornelas zemes un atmosfēras zinātņu asociētais profesors."Tātad, lai nodrošinātu mūsu valsts drošību un dzīvesveidu, mums ir jāatgriežas uz ceļa, lai kontrolētu šo resursu."Lai apmierinātu ASV ikgadējās vajadzības pēc retzemju elementiem, 10 000 kilogramu (~ 22 000 mārciņu) elementu ieguvei būtu nepieciešami aptuveni 71,5 miljoni tonnu (~ 78,8 miljoni tonnu) neapstrādātas rūdas.Pašreizējās metodes balstās uz iežu šķīdināšanu ar karstu sērskābi, kam seko organisko šķīdinātāju izmantošana, lai šķīdumā atdalītu ļoti līdzīgus atsevišķus elementus vienu no otra."Mēs vēlamies izdomāt veidu, kā izveidot kļūdu, kas šo darbu veic labāk," sacīja Barstovs.G. oxydans ir pazīstams ar to, ka ražo skābi, ko sauc par bioliksiviantu, kas izšķīdina iežus;baktērijas izmanto skābi, lai izvilktu fosfātus no retzemju elementiem.Pētnieki ir sākuši manipulēt ar G. oxydans gēniem, lai tas efektīvāk ekstrahētu elementus.Lai to izdarītu, pētnieki izmantoja tehnoloģiju, ko Barstovs palīdzēja izstrādāt, ko sauca par Knockout Sudoku, kas ļāva viņiem pa vienam atspējot 2733 gēnus G. oxydans genomā.Komanda pārraudzīja mutantus, no kuriem katram bija izsists konkrēts gēns, lai viņi varētu noteikt, kuri gēni spēlē lomu elementu izņemšanā no klints."Es esmu neticami optimistisks," sacīja Gazels."Mums šeit ir process, kas būs efektīvāks nekā jebkas, kas tika darīts iepriekš."Alexa Schmitz, pēcdoktorantūras pētniece Barstovas laboratorijā, ir pirmā pētījuma autore "Gluconobacter oxydans Knockout Collection Finds Improved Ret Earth Element Extraction", kas publicēts Nature Communications.
