sors: ċentru tal-aħbarijiet

Elementi rari tad-dinja(REEs) simililantanuuneodimjuhuma komponenti essenzjali tal-elettronika moderna, minn mowbajls u pannelli solari sa satelliti u vetturi elettriċi. Dawn il-metalli tqal iseħħu madwarna, għalkemm fi kwantitajiet żgħar. Iżda d-domanda qed tkompli tiżdied u minħabba li jseħħu f'konċentrazzjonijiet daqshekk baxxi, metodi tradizzjonali ta 'estrazzjoni ta' REEs jistgħu jkunu ineffiċjenti, li jniġġsu l-ambjent, u ta 'detriment għas-saħħa tal-ħaddiema.

Issa, b'finanzjament mid-Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) Environmental Microbes as a BioEngineering Resource (EMBER), ir-riċerkaturi tal-Università tal-Istat ta 'San Diego qed jiżviluppaw metodi ta' estrazzjoni avvanzati bil-għan li jagħtu spinta lill-provvista domestika ta 'REEs.

"Qed nippruvaw niżviluppaw proċedura ġdida għall-irkupru li hija favur l-ambjent u aktar sostenibbli," qalet il-bijoloġista u investigatur prinċipali Marina Kalyuzhnaya.

Biex jagħmlu dan, ir-riċerkaturi se jisfruttaw il-propensità naturali tal-batterji li jikkunsmaw il-metan li jgħixu f'kundizzjonijiet estremi biex jaqbdu REEs mill-ambjent.

"Huma jeħtieġu elementi rari tad-dinja biex jagħmlu waħda mir-reazzjonijiet enżimatiċi ewlenin fil-mogħdijiet metaboliċi tagħhom," qal Kalyuzhnaya.

REEs jinkludu l-ħafna elementi lantanid tat-tabella perjodika. B'kollaborazzjoni mal-Laboratorju Nazzjonali tal-Università ta 'Kalifornja, Berkeley u tal-Majjistral tal-Paċifiku (PNNL), ir-riċerkaturi tal-SDSU jippjanaw li jagħmlu inġinerija inversa tal-proċessi bijoloġiċi li jippermettu lill-batterji jaħsdu l-metalli mill-ambjent. Il-fehim ta 'dan il-proċess se jinforma l-ħolqien ta' proteini disinjaturi sintetiċi li jorbtu b'ispeċifiċità għolja ma 'tipi differenti ta' lantanidi, skond il-bijokimiku John Love. It-tim tal-PNNL se jidentifika d-determinanti ġenetiċi tal-batterji estremophilic u li jakkumulaw REE, u mbagħad jikkaratterizzaw l-assorbiment tagħhom REE.

It-tim imbagħad jimmodifika l-batterji biex jipproduċi l-proteini li jorbtu l-metall fuq il-wiċċ taċ-ċelloli tagħhom, qalet Love.

REEs huma relattivament abbundanti fit-tailings tal-mini, il-prodotti tal-iskart ta 'xi minerali tal-metall, bħall-aluminju.

"Id-denb tal-mini fil-fatt huwa skart li għad għandu ħafna materjali utli fih," qal Kalyuzhnaya.

Biex tippurifika u tiġbor ir-REEs ġewwa, dawn id-demel likwidu ta 'ilma u blat imfarrak se jitmexxew permezz ta' bijofiltru li jkun fih il-batterji modifikati, li jippermetti li l-proteini disinjaturi fuq il-wiċċ tal-batterji jorbtu b'mod selettiv mar-REEs. Bħall-batterji li jħobbu l-metanu li servew bħala l-mudelli tagħhom, il-batterji mtejba se jittolleraw estremi ta 'pH, temperatura u salinità, kundizzjonijiet misjuba fit-tailings tal-minjieri.

Ir-riċerkaturi se jikkollaboraw ma 'sieħeb fl-industrija, iċ-Ċentru ta' Riċerka ta 'Palo Alto (PARC), kumpanija Xerox, biex tipprintja materjal poruż u sorbent għall-użu fil-bijofiltru. Din it-teknoloġija tal-bijostampar hija bi prezz baxx u skalabbli u hija pproġettata li tirriżulta fi ffrankar sinifikanti meta tiġi applikata b'mod wiesa 'għall-irkupru tal-minerali.

Minbarra l-ittestjar u l-ottimizzazzjoni tal-bijofiltru, it-tim ikollu wkoll jiżviluppa metodi għall-ġbir tal-lantanidi purifikati mill-bijofiltru innifsu, skont l-inġinier ambjentali Christy Dykstra. Ir-riċerkaturi ingħaqdu ma 'kumpanija tal-istartjar, Phoenix Tailings, biex jittestjaw u jirfinaw il-proċess ta' rkupru.

Minħabba li l-għan huwa li jiġi żviluppat proċess kummerċjalment vijabbli iżda li ma jagħmilx ħsara lill-ambjent għall-estrazzjoni ta 'REEs, Dykstra u bosta mill-imsieħba tal-proġett se janalizzaw l-ispejjeż tas-sistema meta mqabbla ma' teknoloġiji oħra għall-irkupru tal-lantanidi, iżda wkoll l-impatt ambjentali.

"Aħna nantiċipaw li jkollha ħafna benefiċċji ambjentalment u inqas spejjeż tal-enerġija meta mqabbla ma 'dak li qed jintuża bħalissa," qal Dykstra. “Sistema bħal din tkun aktar sistema ta’ bijofiltrazzjoni passiva, b’inqas inputs ta’ enerġija. U mbagħad, teoretikament, inqas użu ta 'solventi verament ta' ħsara għall-ambjent u affarijiet bħal dawn. Ħafna proċessi attwali se jużaw solventi tassew ħorox u li ma jagħmlux ħsara lill-ambjent.”

Dykstra jinnota wkoll li peress li l-batterji jirreplikaw lilhom infushom, it-teknoloġiji bbażati fuq il-mikrobi qed jiġġeddu lilhom infushom, “filli kieku kellna nużaw metodu kimiku, ikollna kontinwament nipproduċu aktar u aktar kimiku.”

"Anke jekk se jiswa ftit aktar, iżda ma jagħmilx ħsara lill-ambjent, dan jagħmel sens," qal Kalyuzhnaya.

L-għan tal-proġett iffinanzjat mid-DARPA huwa li jipprovdi prova tal-kunċett tat-teknoloġija ta 'rkupru REE mmexxija mill-bijo f'erba' snin, li Kalyuzhnaya qal se teħtieġ viżjoni strateġika u perspettiva transdixxiplinarja.

Żiedet tgħid li l-proġett se jipprovdi lill-istudenti gradwati tal-SDSU bl-opportunità li jipparteċipaw f’riċerka multidixxiplinarja "u jaraw kif il-kunċetti jistgħu jikbru minn sempliċi ideat sat-triq kollha għal dimostrazzjoni pilota."

---

Ħin tal-post: Apr-17-2023