Sors: NewsCenter

Elementi rari tad-Dinja(Rees) bħalLanthanumuNeodymiumhuma komponenti essenzjali ta 'elettronika moderna, minn telefowns ċellulari u pannelli solari għal satelliti u vetturi elettriċi. Dawn il-metalli tqal iseħħu madwarna, għalkemm fi kwantitajiet ċkejkna. Iżda d-domanda tkompli tiżdied u minħabba li jseħħu f'konċentrazzjonijiet baxxi bħal dawn, metodi tradizzjonali ta 'estrazzjoni ta' REEs jistgħu jkunu ineffiċjenti, li jniġġsu ambjentalment, u ta 'detriment għas-saħħa tal-ħaddiema.

Issa, b'fondi mill-Aġenzija ta 'Riċerka Avvanzata ta' Difiża Avvanzata (DARPA) mikrobi ambjentali bħala programm ta 'riżorsi ta' bijo-inġinerija (EMBER), ir-riċerkaturi ta 'l-Università ta' San Diego State qed jiżviluppaw metodi ta 'estrazzjoni avvanzati bil-għan li jagħtu spinta lill-provvista domestika ta' REEs.

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

Biex jagħmlu dan, ir-riċerkaturi se jtejbu l-propensità naturali ta '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 ta 'lantanide tat-tabella perjodika. B'kollaborazzjoni mal-Università ta 'California, Berkeley u l-Laboratorju Nazzjonali tal-Majjistral tal-Paċifiku (PNNL), ir-riċerkaturi tal-SDSU jippjanaw li jreġġgħu lura l-inġinier tal-proċessi bijoloġiċi li jippermettu lill-batterji jaħsdu l-metalli mill-ambjent. Li tifhem dan il-proċess se tinforma l-ħolqien ta 'proteini disinjatur sintetiċi li jorbtu ma' speċifiċità għolja ma 'tipi differenti ta' lantanidi, skond il-bijokimista John Love. It-tim tal-PNNL se jidentifika d-determinanti ġenetiċi tal-batterji Extremofilic u REE li jakkumulaw, u mbagħad jikkaratterizzaw l-assorbiment REE tagħhom.

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

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

"It-tailings tal-mini huma attwalment skart li għad għandu ħafna materjali utli fih," qal Kalyuzhnaya.

Biex tippurifika u tiġbor ir-Rees fi ħdan, dawn id-demel likwidu ta 'l-ilma u blat imfarrak se jgħaddu minn bijofilter li jkun fih il-batterji modifikati, li jippermettu lill-proteini tad-disinjatur fuq il-wiċċ tal-batterja jorbtu b'mod selettiv mar-Rees. Bħall-batterji li jħobbu l-metan li servew bħala l-mudelli tagħhom, il-batterji mtejba se jittolleraw estremi ta 'pH, temperatura u salinità, kundizzjonijiet misjuba fit-tbaħħir tal-mini.

Ir-riċerkaturi se jikkollaboraw ma 'sieħeb tal-industrija, Palo Alto Research Centre (PARC), kumpanija Xerox, biex bioprint materjal poruż u sorbenti għall-użu fil-bijofilter. Din it-teknoloġija tal-bioprinting hija bi prezz baxx u skalabbli u hija mbassra li tirriżulta fi tfaddil sinifikanti meta tiġi applikata b'mod wiesa 'għall-irkupru tal-minerali.

Minbarra l-ittestjar u l-ottimizzazzjoni tal-bijofilter, it-tim se jkollu wkoll jiżviluppa metodi għall-ġbir tal-lantanidi purifikati mill-bijofilter innifsu, skond 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 favur l-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 ta 'lantanidi, iżda wkoll l-impatt ambjentali.

"Aħna nantiċipaw li jkollhom ħafna benefiċċji ambjentalment u aktar baxxi ta 'spejjeż ta' enerġija meta mqabbla ma 'dak li jintuża bħalissa," qal Dykstra. "Sistema bħal din tkun aktar ta 'sistema ta' bijofiltrazzjoni passiva, b'inputs ta 'inqas enerġija. U mbagħad, teoretikament, inqas użu ta 'solventi u affarijiet bħal dawn ta' ħsara. Ħafna proċessi kurrenti se jużaw solventi tassew ħorox u mhux ambjentali. "

Dykstra jinnota wkoll li peress li l-batterji jirreplikaw lilhom infushom, it-teknoloġiji bbażati fuq il-mikrobi huma awto-tiġdid, "billi kieku kellna nużaw metodu kimiku, ikollna nipproduċu kontinwament aktar u aktar kimiċi."

"Anke jekk tiswa ftit iktar, iżda ma tagħmilx ħsara lill-ambjent, dan ikun jagħmel sens," qal Kalyuzhnaya.

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

Żiedet li l-proġett se jipprovdi lill-istudenti gradwati tal-SDSU l-opportunità li jipparteċipaw fir-riċerka multidixxiplinarja "u tara kif il-kunċetti jistgħu jikbru minn ideat biss fit-triq kollha għad-dimostrazzjoni pilota."

---

Ħin ta 'wara: April-17-2023