burimi: Phys.org

Elementet e rralla të tokës nga xeherori janë jetike për jetën moderne, por rafinimi i tyre pas minierave është i kushtueshëm, dëmton mjedisin dhe ndodh kryesisht jashtë vendit.

Një studim i ri përshkruan një provë parimore për inxhinierinë e një bakteri, Gluconobacter oxydans, që hedh një hap të parë të madh drejt përmbushjes së kërkesës në rritje të elementeve të rralla të tokës në një mënyrë që përputhet me koston dhe efikasitetin e metodave tradicionale të nxjerrjes dhe përsosjes termokimike dhe është mjaft e pastër për të plotësojnë standardet mjedisore të SHBA.

"Ne po përpiqemi të krijojmë një metodë miqësore me mjedisin, me temperaturë të ulët dhe me presion të ulët për nxjerrjen e elementeve të rralla të tokës nga një shkëmb," tha Buz Barstow, autori i lartë i gazetës dhe një asistent profesor i inxhinierisë biologjike dhe mjedisore në Universiteti Cornell.

Elementet—nga të cilët janë 15 në tabelën periodike—janë të nevojshme për çdo gjë, nga kompjuterët, telefonat celularë, ekranet, mikrofonat, turbinat me erë, automjetet elektrike dhe përçuesit deri te radarët, hidrolokatorët, dritat LED dhe bateritë e rikarikueshme.

Ndërsa SHBA-ja dikur rafinoi elementët e saj të tokës së rrallë, ky prodhim u ndal më shumë se pesë dekada më parë. Tani, përsosja e këtyre elementeve ndodh pothuajse tërësisht në vende të tjera, veçanërisht në Kinë.

"Shumica e prodhimit dhe nxjerrjes së elementeve të rralla të tokës është në duart e kombeve të huaja," tha bashkëautori Esteban Gazel, profesor i asociuar i shkencave të tokës dhe atmosferës në Cornell. "Pra, për sigurinë e vendit tonë dhe mënyrën e jetesës, ne duhet të kthehemi në rrugën e duhur për të kontrolluar atë burim."

Për të plotësuar nevojat vjetore të SHBA-së për elementë tokësorë të rrallë, do të nevojiteshin afërsisht 71.5 milion ton (~ 78.8 milion ton) mineral të papërpunuar për të nxjerrë 10,000 kilogramë (~22,000 paund) elementë.

Metodat aktuale mbështeten në shpërbërjen e shkëmbit me acid sulfurik të nxehtë, e ndjekur nga përdorimi i tretësve organikë për të ndarë elementë individualë shumë të ngjashëm nga njëri-tjetri në një tretësirë.

"Ne duam të gjejmë një mënyrë për të krijuar një insekt që e bën atë punë më mirë," tha Barstow.

G. oxydans është i njohur për prodhimin e një acidi të quajtur bioliksiviant që shkrin shkëmbin; bakteret përdorin acidin për të tërhequr fosfatet nga elementët e rrallë të tokës. Studiuesit kanë filluar të manipulojnë gjenet e G. oxydans në mënyrë që të nxjerrë elementet në mënyrë më efikase.

Për ta bërë këtë, studiuesit përdorën një teknologji që Barstow ndihmoi në zhvillimin, të quajtur Knockout Sudoku, që i lejoi ata të çaktivizonin 2733 gjenet në gjenomin e G. oxydans një nga një. Ekipi kuroi mutantët, secili me një gjen specifik të eliminuar, në mënyrë që ata të mund të identifikonin se cilat gjene luajnë rol në nxjerrjen e elementeve nga shkëmbi.

“Jam tepër optimist”, tha Gazel. "Ne kemi një proces këtu që do të jetë më efikas se çdo gjë që është bërë më parë."

Alexa Schmitz, një studiuese postdoktorale në laboratorin e Barstow, është autori i parë i studimit, "Gluconobacter oxydans Knockout Collection Gjen Ekstraktimin e Përmirësuar të Elementeve të Rrallë të Tokës", botuar në Nature Communications.

---

Koha e postimit: Nëntor-19-2021