Baktērijas var būt atslēga retzemju ilgtspējīgai ekstrahēšanai
Avots: Phys.orgRetzemju elementi no rūdas ir ļoti svarīgi mūsdienu dzīvei, bet to uzlabošana pēc kalnrūpniecības ir dārga, kaitē videi un lielākoties notiek ārzemēs.Jaunā pētījumā ir aprakstīts baktērijas, glikonobacter oxydans inženierijas principa pierādījums, kas sper lielo pirmo soli, lai apmierinātu retzemju elementu pieprasījuma pieaugumu tādā veidā, kas atbilst tradicionālo termoķīmiskās ekstrakcijas un uzlabošanas metožu izmaksām un efektivitātei, un ir pietiekami tīrs, lai izpildītu ASV vides standartus."Mēs cenšamies nākt klajā ar videi draudzīgu, zemu temperatūru, zema spiediena metodi retzemju elementu izkļūšanai no klints," sacīja Buz Barstow, papīra vecākais autors un Kornellas universitātes bioloģiskās un vides inženierzinātņu docents.Elementi - periodiskajā tabulā ir 15 - ir nepieciešami visam, sākot no datoriem, mobilajiem tālruņiem, ekrāniem, mikrofoniem, vēja turbīnām, elektriskajiem transportlīdzekļiem un vadītājiem līdz radariem, honāriem, LED lukturiem un uzlādējamām baterijām.Kamēr ASV savulaik uzlaboja savus retzemju elementus, šī ražošana apstājās vairāk nekā pirms piecām desmitgadēm. Tagad šo elementu uzlabošana notiek gandrīz pilnībā citās valstīs, īpaši Ķīnā."Lielākā daļa retzemju elementu ražošanas un ekstrakcijas ir ārvalstu tautu rokās," sacīja Kornela Zemes un atmosfēras zinātņu asociētais profesors Estebans Gazels. "Tātad mūsu valsts un dzīves veida drošībai mums ir jāatgriežas pie ceļa, lai kontrolētu šo resursu."Lai apmierinātu ASV ikgadējās vajadzības pēc retzemju elementiem, būtu nepieciešami aptuveni 71,5 miljoni tonnu (~ 78,8 miljoni tonnu) neapstrādātas rūdas, lai iegūtu 10 000 kilogramus (~ 22 000 mārciņu) elementu.Pašreizējās metodes paļaujas uz klinšu izšķīdināšanu ar karstu sērskābi, kam seko organisko šķīdinātāju izmantošana, lai šķīdumā atdalītu ļoti līdzīgus atsevišķus elementus viens no otra."Mēs vēlamies izdomāt veidu, kā izdarīt kļūdu, kas šo darbu veic labāk," sacīja Barstovs.G. Oxydans ir pazīstams ar to, ka izgatavo skābi ar nosaukumu Biolixiviant, kas izšķīdina iežu; Baktērijas izmanto skābi, lai izvilktu fosfātus no retzemju elementiem. Pētnieki ir sākuši manipulēt ar G. Oxydans gēniem, tāpēc tas efektīvāk ekstrahē elementus.Lai to izdarītu, pētnieki izmantoja tehnoloģiju, kuru Barstow palīdzēja attīstīt, ko sauca par Knockout Sudoku, kas ļāva viņiem atspējot 2733 gēnus G. Oxydans genomā pa vienam. Komanda kurinātie mutanti, katrs ar īpašu gēnu, kas tika izsists, lai viņi varētu noteikt, kuri gēni spēlē lomu, lai izņemtu elementus no roka."Es esmu neticami optimistisks," sacīja Gazels. "Mums šeit ir process, kas būs efektīvāks par visu, kas tika darīts iepriekš."Pēcdoktorantūras pētniece Alexa Schmitz ir pirmā pētījuma autore "Gluconobacter Oxydans Knockout Collection ir uzlabota retzemju elementu ekstrakcija", kas publicēta Nature Communications.
