स्रोत: समाचार केन्द्र

दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरू(REEs) मनपर्छल्यान्थेनमरneodymiumसेलफोन र सोलार प्यानलदेखि स्याटेलाइट र विद्युतीय सवारी साधनहरू आधुनिक इलेक्ट्रोनिक्सका अत्यावश्यक अंग हुन्। यी भारी धातुहरू हाम्रो वरिपरि हुन्छ, सानो मात्रामा भए पनि। तर माग बढ्दै गएको छ र तिनीहरू यति कम सांद्रतामा हुने हुनाले, REEs निकाल्ने परम्परागत विधिहरू असक्षम, वातावरणीय रूपमा प्रदूषित र कामदारहरूको स्वास्थ्यको लागि हानिकारक हुन सक्छ।

अब, बायोइन्जिनियरिङ रिसोर्स (EMBER) कार्यक्रमको रूपमा डिफेन्स एडभान्स्ड रिसर्च प्रोजेक्ट्स एजेन्सी (DARPA) पर्यावरण सूक्ष्मजीवहरूबाट कोषको साथ, स्यान डिएगो स्टेट युनिभर्सिटीका शोधकर्ताहरूले REE को घरेलु आपूर्ति बढाउने उद्देश्यले उन्नत निकासी विधिहरू विकास गर्दैछन्।

"हामी रिकभरीको लागि नयाँ प्रक्रिया विकास गर्ने प्रयास गर्दैछौं जुन वातावरणमैत्री र अधिक दिगो हो," जीवविज्ञानी र प्रमुख अन्वेषक मारिना कल्युझ्नायाले भने।

यसो गर्नका लागि, अनुसन्धानकर्ताहरूले वातावरणबाट आरईईहरू कब्जा गर्न चरम अवस्थामा बस्ने मिथेन-उपभोग गर्ने ब्याक्टेरियाको प्राकृतिक प्रवृत्तिमा ट्याप गर्नेछन्।

"उनीहरूलाई दुर्लभ पृथ्वी तत्वहरू चाहिन्छ तिनीहरूको चयापचय मार्गहरूमा मुख्य इन्जाइम्याटिक प्रतिक्रियाहरू मध्ये एक बनाउन," कल्युझ्नायाले भने।

REE ले आवधिक तालिकाका धेरै ल्यान्थानाइड तत्वहरू समावेश गर्दछ। क्यालिफोर्निया विश्वविद्यालय, बर्कले र प्यासिफिक नर्थवेस्ट नेशनल ल्याबोरेटरी (PNNL) सँगको सहकार्यमा, SDSU अनुसन्धानकर्ताहरूले जीवाणुहरूलाई वातावरणबाट धातुहरू काट्न अनुमति दिने जैविक प्रक्रियाहरूलाई रिभर्स इन्जिनियर गर्ने योजना बनाएका छन्। यस प्रक्रियालाई बुझ्दा सिंथेटिक डिजाइनर प्रोटिनहरूको सिर्जनालाई सूचित गर्नेछ जुन उच्च विशिष्टताका साथ विभिन्न प्रकारका ल्यान्थानाइडहरूसँग बाँधिन्छ, बायोकेमिस्ट जोन लभका अनुसार। PNNL को टोलीले extremophilic र REE जम्मा गर्ने ब्याक्टेरियाको आनुवंशिक निर्धारकहरू पहिचान गर्नेछ, र त्यसपछि तिनीहरूको REE अपटेकको विशेषता बनाउँछ।

टोलीले त्यसपछि ब्याक्टेरियालाई परिमार्जन गरी तिनीहरूको कोशिकाको सतहमा धातु-बाइन्डिङ प्रोटिनहरू उत्पादन गर्नेछ, लभले भने।

REEs माइन टेलिंगहरूमा अपेक्षाकृत प्रचुर मात्रामा हुन्छन्, केही धातु अयस्कहरू, जस्तै एल्युमिनियमको फोहोर उत्पादनहरू।

"माइन टेलिङहरू वास्तवमा फोहोर हुन् जसमा अझै पनि धेरै उपयोगी सामग्रीहरू छन्," कल्युझ्नायाले भने।

REE भित्र शुद्धीकरण र सङ्कलन गर्न, पानी र कुचिएको चट्टानहरूको यी स्लरीहरू परिमार्जित ब्याक्टेरियाहरू भएको बायोफिल्टर मार्फत चलाइनेछ, जसले ब्याक्टेरियाको सतहमा डिजाइनर प्रोटिनहरूलाई REE सँग छनौट गर्न अनुमति दिन्छ। मिथेन-मायालु ब्याक्टेरियाहरू जस्तै जसले तिनीहरूको टेम्प्लेटको रूपमा सेवा गर्यो, सुधारिएको ब्याक्टेरियाले चरम पीएच, तापमान र लवणता, खानीमा पाइने अवस्थाहरू सहन सक्छ।

शोधकर्ताहरूले एक उद्योग साझेदार, पालो अल्टो रिसर्च सेन्टर (PARC), एक जेरोक्स कम्पनीसँग सहकार्य गर्नेछन्, बायोफिल्टरमा प्रयोगको लागि एक छिद्रपूर्ण, सर्बेन्ट सामग्री बायोप्रिन्ट गर्न। यो बायोप्रिन्टिङ टेक्नोलोजी कम लागत र स्केलेबल छ र खनिज रिकभरीमा व्यापक रूपमा लागू गर्दा महत्त्वपूर्ण बचतमा परिणाम हुने अनुमान गरिएको छ।

बायोफिल्टरको परीक्षण र अनुकूलनको अतिरिक्त, टोलीले बायोफिल्टरबाट नै शुद्ध ल्यान्थानाइडहरू सङ्कलन गर्ने तरिकाहरू पनि विकास गर्नुपर्नेछ, वातावरणीय इन्जिनियर क्रिस्टी डिक्स्ट्राका अनुसार। अनुसन्धानकर्ताहरूले रिकभरी प्रक्रियाको परीक्षण र परिमार्जन गर्न स्टार्टअप कम्पनी, फिनिक्स टेलिङ्ससँग मिलेर काम गरेका छन्।

किनभने लक्ष्य भनेको REEs निकाल्नको लागि व्यावसायिक रूपमा व्यवहार्य तर वातावरणमैत्री प्रक्रिया विकास गर्नु हो, Dykstra र धेरै परियोजना साझेदारहरूले ल्यान्थानाइडहरू रिकभर गर्नका लागि अन्य प्रविधिहरूको तुलनामा प्रणालीको लागतको विश्लेषण गर्नेछन्, तर वातावरणीय प्रभाव पनि।

"हामी अनुमान गर्छौं कि यसले वातावरणीय रूपमा धेरै फाइदा पुर्‍याउँछ र हाल प्रयोग भइरहेको तुलनामा कम ऊर्जा लागत हुनेछ," डिक्स्ट्राले भने। "यस्तो प्रणाली एक निष्क्रिय बायोफिल्ट्रेशन प्रणाली हो, कम ऊर्जा इनपुट संग। र त्यसपछि, सैद्धान्तिक रूपमा, वास्तवमै वातावरणीय रूपमा हानिकारक विलायकहरू र त्यस्ता चीजहरूको कम प्रयोग। हालका धेरै प्रक्रियाहरूले वास्तवमै कठोर र गैर-पर्यावरण अनुकूल विलायकहरू प्रयोग गर्नेछन्। ”

डाइक्स्ट्राले यो पनि नोट गरे कि ब्याक्टेरियाले आफैंलाई नक्कल गर्ने भएकोले, सूक्ष्मजीव-आधारित प्रविधिहरू आत्म-नविकरण हुन्छन्, "जबकि हामीले रासायनिक विधि प्रयोग गर्ने हो भने, हामीले लगातार धेरै र अधिक रासायनिक उत्पादन गर्नुपर्छ।"

"यसको लागि अलिकति बढी खर्च भए पनि, तर यसले वातावरणलाई हानि गर्दैन, त्यो अर्थपूर्ण हुनेछ," कल्युझ्नायाले भने।

DARPA- वित्त पोषित परियोजनाको लक्ष्य चार वर्षमा जैव-संचालित REE-रिकभरी टेक्नोलोजीको प्रमाण-अवधारणा प्रदान गर्नु हो, जसको लागि कल्युझ्नायाले रणनीतिक दृष्टि र क्रस-अनुशासनात्मक दृष्टिकोण आवश्यक पर्ने बताउनुभयो।

उनले थपिन् कि परियोजनाले SDSU स्नातक विद्यार्थीहरूलाई बहु-अनुशासनात्मक अनुसन्धानमा भाग लिने अवसर प्रदान गर्नेछ "र कसरी अवधारणाहरू केवल विचारहरूबाट पायलट प्रदर्शनसम्म बढ्न सक्छ।"

---

पोस्ट समय: अप्रिल-17-2023