эх сурвалж: мэдээний төв

Газрын ховор элемент(REEs) дуртайлантанболоннеодимгар утас, нарны зайнаас авахуулаад хиймэл дагуул, цахилгаан тээврийн хэрэгсэл хүртэл орчин үеийн электроникийн зайлшгүй бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Эдгээр хүнд металлууд бидний эргэн тойронд маш бага хэмжээгээр байдаг. Гэвч эрэлт хэрэгцээ өссөөр байгаа бөгөөд тэдгээр нь ийм бага концентрацитай байдаг тул REE олборлох уламжлалт аргууд нь үр ашиггүй, байгаль орчныг бохирдуулж, ажилчдын эрүүл мэндэд сөргөөр нөлөөлдөг.

Одоо Батлан ​​​​хамгаалах дэвшилтэт судалгааны төслүүдийн агентлаг (DARPA) хүрээлэн буй орчны бичил биетүүдийг биоинженерийн нөөц (EMBER) хөтөлбөр болгон санхүүжүүлснээр Сан Диего мужийн их сургуулийн судлаачид REE-ийн дотоодын нийлүүлэлтийг нэмэгдүүлэх зорилгоор олборлох дэвшилтэт аргуудыг боловсруулж байна.

Биологич, ерөнхий мөрдөн байцаагч Марина Калюжная "Бид байгаль орчинд ээлтэй, илүү тогтвортой нөхөн сэргээх шинэ журам боловсруулахыг хичээж байна."

Үүний тулд судлаачид эрс тэс нөхцөлд амьдардаг метан иддэг нянгийн байгалийн шинж чанарыг судалж, хүрээлэн буй орчноос REE-ийг авах болно.

"Тэд бодисын солилцооны гол ферментийн урвалын нэгийг хийхийн тулд газрын ховор элементийг шаарддаг" гэж Калюжная хэлэв.

REE нь үелэх системийн олон лантанидын элементүүдийг агуулдаг. Калифорнийн их сургууль, Беркли, Номхон далайн баруун хойд үндэсний лаборатори (PNNL) -тай хамтран SDSU-ийн судлаачид бактери хүрээлэн буй орчноос металлыг цуглуулах боломжийг олгодог биологийн процессыг урвуу инженерээр хийхээр төлөвлөж байна. Энэ үйл явцыг ойлгох нь биохимич Жон Лавын хэлснээр янз бүрийн төрлийн лантанидыг өндөр өвөрмөц байдлаар холбодог синтетик зохион бүтээгч уургийг бий болгоход тусална. PNNL-ийн баг экстремофиль болон НБЭ-ийн хуримтлал үүсгэгч нянгийн удамшлын тодорхойлогч хүчин зүйлсийг тодорхойлж, дараа нь тэдний РЭЕ шингээлтийг тодорхойлох болно.

Дараа нь багийнхан бактерийг өөрчилснөөр эсийн гадаргуу дээр металл холбогч уураг үүсгэдэг гэж Лав хэлэв.

Уурхайн хаягдал, хөнгөн цагаан зэрэг зарим металлын хүдрийн хаягдал бүтээгдэхүүнд ГЭБ харьцангуй элбэг байдаг.

"Уурхайн хаягдал нь үнэндээ маш их хэрэгцээтэй материалтай хог хаягдал юм" гэж Калюжная хэлэв.

Доторх ГБЭ-ийг цэвэршүүлэх, цуглуулахын тулд эдгээр ус болон буталсан чулуулгийн зутанг өөрчилсөн нян агуулсан био шүүлтүүрээр дамжуулж, бактерийн гадаргуу дээрх зохион бүтээгч уургуудыг REE-тэй сонгон холбох боломжийг олгоно. Сайжруулсан бактери нь тэдний загвар болсон метанд дуртай бактериудын нэгэн адил уурхайн хаягдал дахь рН, температур, давсжилт зэрэг эрс тэс нөхцөлийг тэсвэрлэдэг.

Судлаачид био шүүлтүүрт ашиглах сүвэрхэг, сорбент материалыг био хэвлэхийн тулд салбарын түнш болох Palo Alto Research Center (PARC) Xerox компанитай хамтран ажиллах болно. Энэхүү био хэвлэх технологи нь өртөг багатай бөгөөд өргөтгөх боломжтой бөгөөд ашигт малтмалын олборлолтод өргөнөөр ашиглавал ихээхэн хэмнэлт гаргахаар төлөвлөж байна.

Байгаль орчны инженер Кристи Дикстра хэлэхдээ, био шүүлтүүрийг туршиж, оновчтой болгохын зэрэгцээ баг био шүүлтүүрээс цэвэршүүлсэн лантанидыг цуглуулах аргыг боловсруулах шаардлагатай болно. Судлаачид сэргээх үйл явцыг турших, боловсронгуй болгох зорилгоор Phoenix Tailings нэртэй стартап компанитай хамтран ажиллажээ.

Зорилго нь REE олборлох арилжааны хувьд ашигтай боловч байгаль орчинд ээлтэй үйл явцыг хөгжүүлэх явдал учраас Дикстра болон төслийн хэд хэдэн түншүүд лантанидыг нөхөн сэргээх бусад технологитой харьцуулахад системийн зардал, мөн байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөнд дүн шинжилгээ хийх болно.

Дикстра хэлэхдээ "Энэ нь байгаль орчинд маш их ашиг тустай бөгөөд одоогийн ашиглаж байгаатай харьцуулахад эрчим хүчний зардлыг бууруулна гэж бид таамаглаж байна." “Иймэрхүү систем нь эрчим хүчний хэрэглээ багатай идэвхгүй био шүүлтүүрийн систем байх болно. Тэгээд онолын хувьд байгаль орчинд үнэхээр хор хөнөөлтэй уусгагч гэх мэт зүйлсийг бага хэрэглэдэг. Одоогийн олон процесс нь үнэхээр хатуу бөгөөд байгаль орчинд ээлтэй бус уусгагчийг ашиглах болно."

Дикстра мөн бактери нь өөрсдийгөө үржүүлдэг тул бичил биетэнд суурилсан технологи нь өөрөө өөрийгөө шинэчилдэг, харин "Хэрэв бид химийн аргыг ашиглах юм бол байнга илүү их химийн бодис үйлдвэрлэх шаардлагатай болно" гэж тэмдэглэжээ.

"Хэдийгээр энэ нь бага зэрэг үнэтэй байсан ч байгаль орчинд хор хөнөөл учруулахгүй ч гэсэн энэ нь утга учиртай" гэж Калюжная хэлэв.

DARPA-аас санхүүжүүлсэн төслийн зорилго нь дөрвөн жилийн дотор био-хөдөлгөөнт REE-нөхөн сэргээх технологийн үзэл баримтлалын нотолгоог хангах явдал бөгөөд Калюжная стратегийн алсын хараа, салбар хоорондын хэтийн төлөвийг шаарддаг гэж хэлсэн.

Төсөл нь SDSU-ийн төгсөх ангийн оюутнуудад олон талт судалгаанд оролцох боломжийг олгож, "зөвхөн санаанаас туршилтын үзүүлбэр хүртэл үзэл баримтлал хэрхэн хөгжиж болохыг харах" болно гэж тэр нэмж хэлэв.

---

Шуудангийн цаг: 2023 оны 4-р сарын 17