Bakterije so lahko ključne za trajnostno pridobivanje redkih zemelj
vir: Phys.orgRedki zemeljski elementi iz rude so bistveni za sodobno življenje, vendar je njihovo rafiniranje po rudarjenju drago, škoduje okolju in se večinoma dogaja v tujini.Nova študija opisuje dokaz načela za inženiring bakterije Gluconobacter oxydans, ki naredi velik prvi korak k izpolnjevanju skokovito naraščajočega povpraševanja po redkih zemeljskih elementih na način, ki ustreza ceni in učinkovitosti tradicionalnih metod termokemične ekstrakcije in rafiniranja ter je dovolj čist, da izpolnjujejo okoljske standarde ZDA."Poskušamo najti okolju prijazno, nizkotemperaturno in nizkotlačno metodo za pridobivanje redkih zemeljskih elementov iz kamnine," je povedal Buz Barstow, višji avtor časopisa in docent za biološko in okoljsko inženirstvo na Univerza Cornell.Elementi, ki jih je v periodnem sistemu 15, so potrebni za vse, od računalnikov, mobilnih telefonov, zaslonov, mikrofonov, vetrnih turbin, električnih vozil in prevodnikov do radarjev, sonarjev, LED luči in baterij za ponovno polnjenje.Medtem ko so ZDA nekoč rafinirale svoje redke zemeljske elemente, se je ta proizvodnja ustavila pred več kot petimi desetletji. Zdaj se izpopolnjevanje teh elementov skoraj v celoti izvaja v drugih državah, zlasti na Kitajskem."Večina proizvodnje in pridobivanja redkih zemeljskih elementov je v rokah tujih držav," je dejal soavtor Esteban Gazel, izredni profesor znanosti o zemlji in atmosferi na Cornellu. "Torej se moramo zaradi varnosti naše države in načina življenja vrniti na pravo pot nadzora tega vira."Za izpolnitev letnih potreb ZDA po redkih zemeljskih elementih bi bilo potrebnih približno 71,5 milijona ton (~78,8 milijona ton) surove rude za pridobivanje 10.000 kilogramov (~22.000 funtov) elementov.Trenutne metode temeljijo na raztapljanju kamnin z vročo žveplovo kislino, čemur sledi uporaba organskih topil za ločevanje zelo podobnih posameznih elementov drug od drugega v raztopini."Želimo najti način, kako narediti hrošča, ki to delo opravlja bolje," je dejal Barstow.G. oxydans je znan po izdelavi kisline, imenovane biolixiviant, ki raztaplja kamenje; bakterije uporabljajo kislino za pridobivanje fosfatov iz elementov redkih zemelj. Raziskovalci so začeli manipulirati z geni G. oxydans, tako da učinkoviteje ekstrahira elemente.Da bi to naredili, so raziskovalci uporabili tehnologijo, ki jo je Barstow pomagal razviti, imenovano Knockout Sudoku, ki jim je omogočila onemogočanje 2733 genov v genomu G. oxydans enega za drugim. Ekipa je kurirala mutante, od katerih je bil vsak izločen določen gen, da bi lahko ugotovili, kateri geni igrajo vlogo pri pridobivanju elementov iz kamna."Sem neverjetno optimističen," je dejal Gazel. "Tukaj imamo proces, ki bo bolj učinkovit kot kar koli prej."Alexa Schmitz, podoktorska raziskovalka v Barstowovem laboratoriju, je prva avtorica študije "Gluconobacter oxydans Knockout Collection Finds Improved Rare Earth Element Extraction", objavljene v Nature Communications.
