ഉറവിടം:newscenter

ഭൂമിയിലെ അപൂർവ ഘടകങ്ങൾ(REEs) പോലെലന്തനംഒപ്പംനിയോഡൈമിയംസെൽ ഫോണുകളും സോളാർ പാനലുകളും മുതൽ ഉപഗ്രഹങ്ങളും ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങളും വരെ ആധുനിക ഇലക്ട്രോണിക്സിൻ്റെ അവശ്യ ഘടകങ്ങളാണ്. ഈ ഘനലോഹങ്ങൾ നമുക്ക് ചുറ്റും കാണപ്പെടുന്നു, ചെറിയ അളവിൽ ആണെങ്കിലും. എന്നാൽ ഡിമാൻഡ് വർദ്ധിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു, അവ വളരെ കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയിൽ സംഭവിക്കുന്നതിനാൽ, REE-കൾ വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നതിനുള്ള പരമ്പരാഗത രീതികൾ കാര്യക്ഷമമല്ലാത്തതും പരിസ്ഥിതി മലിനീകരണവും തൊഴിലാളികളുടെ ആരോഗ്യത്തിന് ഹാനികരവുമാണ്.

ഇപ്പോൾ, ഡിഫൻസ് അഡ്വാൻസ്ഡ് റിസർച്ച് പ്രോജക്ട്സ് ഏജൻസി (DARPA) എൻവയോൺമെൻ്റൽ മൈക്രോബ്സ് ഒരു ബയോ എഞ്ചിനീയറിംഗ് റിസോഴ്സ് (EMBER) പ്രോഗ്രാമിൽ നിന്നുള്ള ധനസഹായത്തോടെ, സാൻ ഡീഗോ സ്റ്റേറ്റ് യൂണിവേഴ്സിറ്റി ഗവേഷകർ REE കളുടെ ആഭ്യന്തര വിതരണം വർദ്ധിപ്പിക്കുക എന്ന ലക്ഷ്യത്തോടെ വിപുലമായ എക്സ്ട്രാക്ഷൻ രീതികൾ വികസിപ്പിക്കുന്നു.

“പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദവും കൂടുതൽ സുസ്ഥിരവുമായ വീണ്ടെടുക്കലിനായി ഒരു പുതിയ നടപടിക്രമം വികസിപ്പിക്കാൻ ഞങ്ങൾ ശ്രമിക്കുന്നു,” ബയോളജിസ്റ്റും പ്രിൻസിപ്പൽ ഇൻവെസ്റ്റിഗേറ്ററുമായ മരീന കലയുഷ്‌നയ പറഞ്ഞു.

ഇത് ചെയ്യുന്നതിന്, പരിസ്ഥിതിയിൽ നിന്ന് REE കൾ പിടിച്ചെടുക്കാൻ അങ്ങേയറ്റത്തെ സാഹചര്യങ്ങളിൽ ജീവിക്കുന്ന മീഥേൻ ഉപയോഗിക്കുന്ന ബാക്ടീരിയകളുടെ സ്വാഭാവിക പ്രവണത ഗവേഷകർ പരിശോധിക്കും.

"അവരുടെ ഉപാപചയ പാതകളിലെ പ്രധാന എൻസൈമാറ്റിക് പ്രതിപ്രവർത്തനങ്ങളിൽ ഒന്ന് ഉണ്ടാക്കാൻ അവയ്ക്ക് അപൂർവ ഭൂമി മൂലകങ്ങൾ ആവശ്യമാണ്," കല്യുഷ്‌നയ പറഞ്ഞു.

REE-കളിൽ ആവർത്തനപ്പട്ടികയിലെ നിരവധി ലാന്തനൈഡ് ഘടകങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു. യൂണിവേഴ്‌സിറ്റി ഓഫ് കാലിഫോർണിയ, ബെർക്ക്‌ലി, പസഫിക് നോർത്ത്‌വെസ്റ്റ് നാഷണൽ ലബോറട്ടറി (പിഎൻഎൻഎൽ) എന്നിവയുമായി സഹകരിച്ച്, പരിസ്ഥിതിയിൽ നിന്ന് ലോഹങ്ങൾ ശേഖരിക്കാൻ ബാക്ടീരിയയെ അനുവദിക്കുന്ന ജൈവ പ്രക്രിയകളെ റിവേഴ്‌സ് എഞ്ചിനീയർ ചെയ്യാൻ എസ്‌ഡിഎസ്‌യു ഗവേഷകർ പദ്ധതിയിടുന്നു. ഈ പ്രക്രിയ മനസ്സിലാക്കുന്നത്, ബയോകെമിസ്റ്റ് ജോൺ ലവ് പറയുന്നതനുസരിച്ച്, വിവിധ തരം ലാന്തനൈഡുകളുമായി ഉയർന്ന പ്രത്യേകതയോടെ ബന്ധിപ്പിക്കുന്ന സിന്തറ്റിക് ഡിസൈനർ പ്രോട്ടീനുകളുടെ സൃഷ്ടിയെ അറിയിക്കും. PNNL-ൻ്റെ ടീം എക്സ്ട്രീമോഫിലിക്, REE എന്നിവ ശേഖരിക്കുന്ന ബാക്ടീരിയകളുടെ ജനിതക നിർണ്ണായക ഘടകങ്ങളെ തിരിച്ചറിയും, തുടർന്ന് അവയുടെ REE ആഗിരണത്തിൻ്റെ സ്വഭാവവും.

കോശങ്ങളുടെ ഉപരിതലത്തിൽ ലോഹ-ബൈൻഡിംഗ് പ്രോട്ടീനുകൾ ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ സംഘം ബാക്ടീരിയകളെ പരിഷ്കരിക്കും, ലവ് പറഞ്ഞു.

അലൂമിനിയം പോലുള്ള ചില ലോഹ അയിരുകളുടെ മാലിന്യ ഉൽപന്നങ്ങളായ മൈൻ ടെയിലിംഗുകളിൽ REE കൾ താരതമ്യേന സമൃദ്ധമാണ്.

“മൈൻ ടെയിലിംഗുകൾ യഥാർത്ഥത്തിൽ മാലിന്യമാണ്, അതിൽ ഇപ്പോഴും ധാരാളം ഉപയോഗപ്രദമായ വസ്തുക്കളുണ്ട്,” കല്യുഷ്‌നയ പറഞ്ഞു.

ഉള്ളിലെ REE കൾ ശുദ്ധീകരിക്കുന്നതിനും ശേഖരിക്കുന്നതിനും, ഈ വെള്ളത്തിൻ്റെയും തകർന്ന പാറകളുടെയും സ്ലറികൾ പരിഷ്കരിച്ച ബാക്ടീരിയകൾ അടങ്ങിയ ഒരു ബയോഫിൽട്ടറിലൂടെ പ്രവർത്തിപ്പിക്കും, ഇത് ബാക്ടീരിയയുടെ ഉപരിതലത്തിലുള്ള ഡിസൈനർ പ്രോട്ടീനുകളെ REE- കളുമായി തിരഞ്ഞെടുത്ത് ബന്ധിപ്പിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു. അവയുടെ ടെംപ്ലേറ്റുകളായി വർത്തിക്കുന്ന മീഥേൻ-സ്നേഹിക്കുന്ന ബാക്ടീരിയകളെപ്പോലെ, മെച്ചപ്പെട്ട ബാക്ടീരിയകൾ മൈൻ ടെയിലിംഗുകളിൽ കാണപ്പെടുന്ന പിഎച്ച്, താപനില, ലവണാംശം എന്നിവയുടെ തീവ്രതയെ സഹിക്കും.

ബയോഫിൽറ്ററിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനായി ഒരു സുഷിരവും സോർബൻ്റ് മെറ്റീരിയൽ ബയോപ്രിൻ്റ് ചെയ്യുന്നതിനായി ഗവേഷകർ വ്യവസായ പങ്കാളിയായ പാലോ ആൾട്ടോ റിസർച്ച് സെൻ്റർ (PARC) എന്ന സെറോക്സ് കമ്പനിയുമായി സഹകരിക്കും. ഈ ബയോപ്രിൻറിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ചെലവ് കുറഞ്ഞതും അളക്കാവുന്നതുമാണ്, കൂടാതെ ധാതു വീണ്ടെടുക്കലിൽ വിശാലമായി പ്രയോഗിക്കുമ്പോൾ കാര്യമായ ലാഭം പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

ബയോഫിൽട്ടർ പരീക്ഷിക്കുന്നതിനും ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യുന്നതിനും പുറമേ, ബയോഫിൽട്ടറിൽ നിന്ന് തന്നെ ശുദ്ധീകരിച്ച ലാന്തനൈഡുകൾ ശേഖരിക്കുന്നതിനുള്ള രീതികളും ടീം വികസിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ട്, പരിസ്ഥിതി എഞ്ചിനീയർ ക്രിസ്റ്റി ഡൈക്‌സ്‌ട്രാ പറയുന്നു. വീണ്ടെടുക്കൽ പ്രക്രിയ പരിശോധിക്കുന്നതിനും പരിഷ്കരിക്കുന്നതിനുമായി ഗവേഷകർ ഫീനിക്സ് ടെയ്‌ലിംഗ്സ് എന്ന സ്റ്റാർട്ടപ്പ് കമ്പനിയുമായി ചേർന്നു.

REE-കൾ എക്‌സ്‌ട്രാക്‌റ്റുചെയ്യുന്നതിന് വാണിജ്യപരമായി ലാഭകരവും എന്നാൽ പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദവുമായ ഒരു പ്രക്രിയ വികസിപ്പിക്കുകയാണ് ലക്ഷ്യം എന്നതിനാൽ, ലാന്തനൈഡുകൾ വീണ്ടെടുക്കുന്നതിനുള്ള മറ്റ് സാങ്കേതികവിദ്യകളുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, Dykstraയും നിരവധി പ്രോജക്‌റ്റ് പങ്കാളികളും സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ ചെലവ് വിശകലനം ചെയ്യും, മാത്രമല്ല പരിസ്ഥിതി ആഘാതവും.

"ഇതിന് പാരിസ്ഥിതികമായി ധാരാളം നേട്ടങ്ങൾ ഉണ്ടാകുമെന്നും നിലവിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നതിനെ അപേക്ഷിച്ച് കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ ചെലവ് ഉണ്ടാകുമെന്നും ഞങ്ങൾ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു," ഡൈക്സ്ട്ര പറഞ്ഞു. "ഇതുപോലൊരു സംവിധാനം കൂടുതൽ നിഷ്ക്രിയ ബയോഫിൽട്രേഷൻ സംവിധാനമായിരിക്കും, കുറഞ്ഞ ഊർജ്ജ ഇൻപുട്ടുകൾ. പിന്നെ, സൈദ്ധാന്തികമായി, ശരിക്കും പാരിസ്ഥിതിക ഹാനികരമായ ലായകങ്ങളുടെയും അതുപോലുള്ള കാര്യങ്ങളുടെയും ഉപയോഗം കുറവാണ്. നിലവിലുള്ള പല പ്രക്രിയകളും വളരെ കഠിനവും പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദമല്ലാത്തതുമായ ലായകങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കും.

ബാക്ടീരിയകൾ സ്വയം പകർപ്പെടുക്കുന്നതിനാൽ, സൂക്ഷ്മജീവികളെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യകൾ സ്വയം നവീകരിക്കപ്പെടുന്നുവെന്നും ഡൈക്സ്ട്ര രേഖപ്പെടുത്തുന്നു, "അതേസമയം നമ്മൾ ഒരു രാസ രീതി ഉപയോഗിക്കുകയാണെങ്കിൽ, കൂടുതൽ കൂടുതൽ രാസവസ്തുക്കൾ തുടർച്ചയായി ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കേണ്ടിവരും."

"ഇതിന് കുറച്ച് കൂടുതൽ ചിലവ് വരുമെങ്കിലും അത് പരിസ്ഥിതിയെ ദോഷകരമായി ബാധിക്കില്ല, അത് അർത്ഥമാക്കും," കലുഷ്‌നയ പറഞ്ഞു.

നാല് വർഷത്തിനുള്ളിൽ ബയോ-ഡ്രൈവ് REE-റിക്കവറി സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ ആശയം തെളിയിക്കുക എന്നതാണ് DARPA- ധനസഹായത്തോടെയുള്ള പദ്ധതിയുടെ ലക്ഷ്യം, ഇതിന് തന്ത്രപരമായ കാഴ്ചപ്പാടും ക്രോസ്-ഡിസിപ്ലിനറി വീക്ഷണവും ആവശ്യമാണെന്ന് കല്യുഷ്‌നയ പറഞ്ഞു.

എസ്‌ഡിഎസ്‌യു ബിരുദ വിദ്യാർത്ഥികൾക്ക് മൾട്ടി ഡിസിപ്ലിനറി ഗവേഷണത്തിൽ പങ്കെടുക്കാനുള്ള അവസരം പ്രോജക്റ്റ് നൽകുമെന്നും "പൈലറ്റ് ഡെമോൺസ്‌ട്രേഷൻ വരെയുള്ള ആശയങ്ങളിൽ നിന്ന് ആശയങ്ങൾ എങ്ങനെ വളരുമെന്ന് കാണുക" എന്നും അവർ കൂട്ടിച്ചേർത്തു.

---

പോസ്റ്റ് സമയം: ഏപ്രിൽ-17-2023