манбаъ: Newscenter

Унсурҳои нодири замин(REEs) монандилантанванеодимҷузъҳои муҳими электроникаи муосир, аз телефонҳои мобилӣ ва панелҳои офтобӣ то моҳвораҳо ва мошинҳои барқӣ мебошанд. Ин металлҳои вазнин дар тамоми гирду атрофи мо пайдо мешаванд, гарчанде ки миқдори кам доранд. Аммо талабот афзоиш ёфта истодааст ва азбаски онҳо дар чунин консентратсияи паст ба вуҷуд меоянд, усулҳои анъанавии истихроҷи REE метавонанд бесамар, ифлоскунандаи муҳити зист ва ба саломатии коргарон зараровар бошанд.

Ҳоло, бо маблағгузории Агентии лоиҳаҳои пешрафтаи тадқиқотӣ (DARPA) микробҳои экологӣ ҳамчун барномаи манбаи биомуҳандисӣ (EMBER), муҳаққиқони Донишгоҳи давлатии Сан Диего усулҳои пешрафтаи истихроҷро бо мақсади баланд бардоштани таъминоти дохилии REE таҳия мекунанд.

"Мо кӯшиш мекунем, ки тартиби нави барқарорсозӣ, ки аз ҷиҳати экологӣ тоза ва устувортар бошад, таҳия кунем" гуфт биолог ва муфаттиши асосӣ Марина Калюжная.

Барои ин кор, муҳаққиқон майли табиии бактерияҳои истеъмолкунандаи метанро, ки дар шароити шадид зиндагӣ мекунанд, барои гирифтани REE аз муҳити зист истифода мебаранд.

"Онҳо элементҳои нодири заминро талаб мекунанд, то яке аз реаксияҳои асосии ферментативиро дар роҳҳои мубодилаи моддаҳои худ ба амал оваранд" гуфт Калюжная.

REEҳо унсурҳои зиёди лантанидҳои ҷадвали давриро дар бар мегиранд. Дар ҳамкорӣ бо Донишгоҳи Калифорния, Беркли ва Лабораторияи Миллии Шимолу Ғарбии Уқёнуси Ором (PNNL), муҳаққиқони SDSU нақша доранд, ки равандҳои биологиро, ки ба бактерияҳо имкон медиҳанд, ки металлҳоро аз муҳити атроф ҷамъ кунанд, муҳандисии баръакс кунанд. Ба гуфтаи биохимик Ҷон Лав, фаҳмидани ин раванд ба эҷоди сафедаҳои конструктории синтетикӣ, ки бо хосиятҳои баланд ба намудҳои гуногуни лантанидҳо пайваст мешаванд, маълумот медиҳад. Гурӯҳи PNNL детерминантҳои генетикии бактерияҳои ҷамъкунандаи экстремофилик ва REE-ро муайян мекунад ва сипас азхудкунии REE-ро тавсиф мекунад.

Гурӯҳ пас аз он бактерияҳоро тағир медиҳад, то сафедаҳои металлро дар сатҳи ҳуҷайраҳои худ тавлид кунад, гуфт Лав.

Дар партовҳои маъданҳо, маҳсулоти партовҳои баъзе маъданҳои металлӣ, аз қабили алюминий, REE нисбатан зиёд аст.

Калюжная гуфт: «Парвардигори конҳо воқеан партовҳое мебошанд, ки дар он ҳанӯз маводи муфиди зиёде мавҷуданд.

Барои тоза кардан ва ҷамъоварӣ кардани REE дар дохили он, ин лӯлаҳои об ва сангҳои майдашуда тавассути биофилтри дорои бактерияҳои тағирёфта гузаронида мешаванд, ки ба сафедаҳои тарроҳии рӯи бактерия имкон медиҳанд, ки интихобан ба REEs пайваст шаванд. Ба монанди бактерияҳои дӯстдоштаи метан, ки ҳамчун қолаби онҳо хидмат мекарданд, бактерияҳои мукаммалшуда ба ҳадди ниҳоии рН, ҳарорат ва шӯршавӣ, шароитҳое, ки дар партовгоҳҳои маъдан мавҷуданд, таҳаммул хоҳанд кард.

Муҳаққиқон бо шарики саноатӣ, Пало Алто Тадқиқотӣ (PARC), як ширкати Xerox, барои биоприниши маводи ковок ва сорбент барои истифода дар биофилтр ҳамкорӣ хоҳанд кард. Ин технологияи чопи биологӣ арзон ва миқёспазир аст ва дар назар аст, ки ҳангоми истифодаи васеъ барои истихроҷи маъдан ба сарфаи назаррас оварда расонад.

Ба гуфтаи муҳандиси муҳити зист Кристи Дикстра, ба ғайр аз озмоиш ва оптимизатсияи биофилтр, гурӯҳ инчунин бояд усулҳои ҷамъоварии лантанидҳои тозашударо аз худи биофилтр таҳия кунад. Муҳаққиқон бо як ширкати стартап, Phoenix Tailings барои озмоиш ва такмил додани раванди барқарорсозӣ ҳамкорӣ карданд.

Азбаски ҳадаф таҳияи як раванди аз ҷиҳати тиҷоратӣ қобили таваҷҷуҳ, вале аз ҷиҳати экологӣ тоза барои истихроҷи REE мебошад, Dykstra ва якчанд шарикони лоиҳа хароҷоти системаро дар муқоиса бо дигар технологияҳои барқарорсозии лантанидҳо, инчунин таъсири муҳити зист таҳлил хоҳанд кард.

"Мо интизорем, ки он дар муқоиса бо он чизе, ки ҳоло истифода мешавад, фоидаи зиёде хоҳад дошт ва хароҷоти энергияро камтар хоҳад кард" гуфт Дикстра. "Системаи монанди ин бештар як системаи пассивии биофилтратсия хоҳад буд ва бо воридоти камтари энергия. Ва он гоҳ, аз ҷиҳати назариявӣ, истифодаи камтари ҳалкунандаҳои воқеан ба муҳити зист зараровар ва чизҳои ба ин монанд. Бисёре аз равандҳои кунунӣ ҳалкунандаҳои воқеан сахт ва аз ҷиҳати экологӣ тозаро истифода хоҳанд кард."

Дикстра инчунин қайд мекунад, ки азбаски бактерияҳо худро такрор мекунанд, технологияҳои ба микроб асосёфта худтанзим мешаванд, "дар ҳоле ки агар мо усули кимиёвиро истифода мебурдем, мо бояд пайваста бештар ва бештари кимиёвӣ истеҳсол кунем."

"Ҳатто агар он каме гарон бошад, аммо ба муҳити зист зарар нарасонад, ин маъно дорад" гуфт Калюжная.

Ҳадафи лоиҳаи аз ҷониби DARPA маблағгузорӣшаванда пешниҳоди исботи консепсияи технологияи барқарорсозии REE-и биологӣ мебошад, ки ба гуфтаи Калюжная диди стратегӣ ва дурнамои байнисоҳавӣ талаб мекунад.

Вай илова кард, ки лоиҳа ба донишҷӯёни SDSU имкон медиҳад, ки дар тадқиқоти бисёрсоҳавӣ иштирок кунанд ва бубинанд, ки чӣ гуна консепсияҳо метавонанд аз ғояҳо то намоиши озмоишӣ афзоиш ёбанд.

---

Вақти фиристодан: апрел-17-2023