chanzo:Phys.org

Vipengele adimu vya ardhi kutoka kwa madini ni muhimu kwa maisha ya kisasa lakini kuvisafisha baada ya kuchimba ni gharama kubwa, hudhuru mazingira na mara nyingi hufanyika nje ya nchi.

Utafiti mpya unaelezea uthibitisho wa kanuni ya uhandisi wa bakteria, Gluconobacter oxydans, ambayo inachukua hatua kubwa ya kwanza kufikia mahitaji ya juu ya vitu adimu vya ardhi kwa njia inayolingana na gharama na ufanisi wa uchimbaji wa jadi wa thermokemikali na uboreshaji na ni safi vya kutosha. kufikia viwango vya mazingira vya Marekani.

"Tunajaribu kuja na njia rafiki kwa mazingira, joto la chini, na shinikizo la chini la kupata vitu adimu vya ardhi kutoka kwenye mwamba," alisema Buz Barstow, mwandishi mkuu wa jarida hilo na profesa msaidizi wa uhandisi wa kibaolojia na mazingira huko. Chuo Kikuu cha Cornell.

Vipengele-ambavyo kuna 15 katika jedwali la mara kwa mara-ni muhimu kwa kila kitu kutoka kwa kompyuta, simu za mkononi, skrini, maikrofoni, mitambo ya upepo, magari ya umeme na kondakta hadi rada, sonari, taa za LED na betri zinazoweza kuchajiwa.

Wakati Marekani wakati fulani iliboresha vipengele vyake vya dunia adimu, uzalishaji huo ulisimama zaidi ya miongo mitano iliyopita. Sasa, uboreshaji wa vipengele hivi unafanyika karibu kabisa katika nchi nyingine, hasa Uchina.

"Uzalishaji na uchimbaji mwingi wa elementi adimu za ardhi uko mikononi mwa mataifa ya kigeni," mwandishi mwenza Esteban Gazel, profesa mshiriki wa sayansi ya ardhi na anga huko Cornell. "Kwa hivyo kwa usalama wa nchi yetu na mtindo wa maisha, tunahitaji kurejea kwenye udhibiti wa rasilimali hiyo."

Ili kukidhi mahitaji ya kila mwaka ya Marekani ya vipengele adimu vya dunia, takriban tani milioni 71.5 (~ tani milioni 78.8) za madini ghafi zitahitajika kutoa kilo 10,000 (~ pauni 22,000) za vipengele.

Mbinu za sasa zinategemea kuyeyusha mwamba na asidi ya sulfuriki ya moto, ikifuatiwa na kutumia vimumunyisho vya kikaboni kutenganisha vipengele vinavyofanana sana kutoka kwa kila mmoja katika suluhisho.

"Tunataka kutafuta njia ya kufanya mdudu anayefanya kazi hiyo vizuri," Barstow alisema.

G. oxydans inajulikana kwa kutengeneza asidi iitwayo biolixiviant ambayo huyeyusha mwamba; bakteria hutumia asidi kuvuta phosphates kutoka kwa vitu adimu vya ardhi. Watafiti wameanza kuendesha jeni za G. oxydans kwa hivyo huchota vipengele kwa ufanisi zaidi.

Ili kufanya hivyo, watafiti walitumia teknolojia ambayo Barstow alisaidia kukuza, inayoitwa Knockout Sudoku, ambayo iliwaruhusu kuzima jeni 2,733 katika genomu ya G. oxydans moja baada ya nyingine. Timu iliratibu mabadiliko, kila moja ikiwa na jeni mahususi iliyotolewa, ili waweze kutambua ni jeni gani hucheza jukumu la kupata vipengele kutoka kwenye mwamba.

"Nina matumaini makubwa," Gazel alisema. "Tuna mchakato hapa ambao utakuwa na ufanisi zaidi kuliko kitu chochote kilichofanywa hapo awali."

Alexa Schmitz, mtafiti wa baada ya udaktari katika maabara ya Barstow, ndiye mwandishi wa kwanza wa utafiti huo, "Mkusanyiko wa Gluconobacter oxydans Knockout Unapata Uchimbaji Ulioboreshwa wa Kipengele cha Rare Earth," iliyochapishwa katika Nature Communications.

---

Muda wa kutuma: Nov-19-2021