แบคทีเรียอาจเป็นกุญแจสำคัญในการสกัดดินหายากอย่างยั่งยืน
องค์ประกอบของโลกหายากจากแร่มีความสำคัญต่อชีวิตสมัยใหม่ แต่การปรับแต่งหลังจากการขุดมีค่าใช้จ่ายสูงเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมและส่วนใหญ่เกิดขึ้นในต่างประเทศ การศึกษาใหม่อธิบายถึงการพิสูจน์หลักการสำหรับวิศวกรรมแบคทีเรีย Gluconobacter oxydans ซึ่งเป็นขั้นตอนแรกที่ยิ่งใหญ่ในการพบกับความต้องการองค์ประกอบของโลกหายากที่พุ่งสูงขึ้นในลักษณะที่ตรงกับต้นทุนและประสิทธิภาพของการสกัดเทอร์โมเคมีแบบดั้งเดิมและวิธีการปรับแต่ง “ เรากำลังพยายามหาวิธีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอุณหภูมิต่ำและมีแรงดันต่ำสำหรับการกำจัดองค์ประกอบของโลกหายากออกมาจากก้อนหิน” Buz Barstow ผู้เขียนอาวุโสของกระดาษและผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมชีวภาพและสิ่งแวดล้อมที่ Cornell University กล่าว องค์ประกอบ - ซึ่งมี 15 ในตารางธาตุ - เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับทุกอย่างตั้งแต่คอมพิวเตอร์โทรศัพท์มือถือหน้าจอไมโครโฟนกังหันลมยานพาหนะไฟฟ้าและตัวนำไปจนถึงเรดาร์, โซนาร์, ไฟ LED และแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ ในขณะที่สหรัฐฯได้ปรับปรุงองค์ประกอบของโลกหายากของตัวเองการผลิตนั้นหยุดลงกว่าห้าทศวรรษที่ผ่านมา ตอนนี้การปรับแต่งองค์ประกอบเหล่านี้เกิดขึ้นเกือบทั้งหมดในประเทศอื่น ๆ โดยเฉพาะจีน “ การผลิตและการสกัดองค์ประกอบของหายากส่วนใหญ่อยู่ในมือของต่างประเทศ” Esteban Gazel ผู้เขียนร่วมรองศาสตราจารย์ด้านโลกและวิทยาศาสตร์บรรยากาศที่ Cornell กล่าว "ดังนั้นเพื่อความปลอดภัยของประเทศและวิถีชีวิตของเราเราต้องกลับไปสู่การควบคุมทรัพยากรนั้น" เพื่อตอบสนองความต้องการประจำปีของเราสำหรับองค์ประกอบของหายาก Earth ประมาณ 71.5 ล้านตัน (~ 78.8 ล้านตัน) ของแร่ดิบจะต้องสกัดองค์ประกอบ 10,000 กิโลกรัม (~ 22,000 ปอนด์) ขององค์ประกอบ วิธีการในปัจจุบันขึ้นอยู่กับการละลายหินด้วยกรดซัลฟิวริกร้อนตามด้วยการใช้ตัวทำละลายอินทรีย์เพื่อแยกองค์ประกอบของแต่ละบุคคลที่คล้ายกันมากในสารละลาย “ เราต้องการหาวิธีที่จะสร้างข้อผิดพลาดที่ทำงานได้ดีขึ้น” บาร์สโตว์กล่าว G. Oxydans เป็นที่รู้จักกันดีในการสร้างกรดที่เรียกว่า biolixiviant ที่ละลายหิน; แบคทีเรียใช้กรดเพื่อดึงฟอสเฟตจากองค์ประกอบของโลกหายาก นักวิจัยได้เริ่มจัดการยีนของ G. Oxydans ดังนั้นจึงสกัดองค์ประกอบที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ในการทำเช่นนั้นนักวิจัยใช้เทคโนโลยีที่ Barstow ช่วยพัฒนาเรียกว่า Sudoku ที่น่าพิศวงซึ่งอนุญาตให้พวกเขาปิดใช้งานยีน 2,733 ยีนในจีโนมของ G. Oxydans ทีละตัว ทีมที่รวบรวมการกลายพันธุ์แต่ละตัวมียีนที่เฉพาะเจาะจงล้มลงดังนั้นพวกเขาจึงสามารถระบุได้ว่ายีนใดที่มีบทบาทในการทำให้องค์ประกอบออกมาจากหิน “ ฉันเป็นคนมองโลกในแง่ดีอย่างไม่น่าเชื่อ” Gazel กล่าว "เรามีกระบวนการที่นี่ซึ่งจะมีประสิทธิภาพมากกว่าสิ่งที่เคยทำมาก่อน" Alexa Schmitz นักวิจัยหลังปริญญาเอกในห้องปฏิบัติการของ Barstow เป็นผู้เขียนคนแรกของการศึกษา "Gluconobacter oxydans คอลเลกชันที่น่าพิศวงพบว่าการสกัดองค์ประกอบของหายากที่ดีขึ้น" ตีพิมพ์ในการสื่อสารธรรมชาติ
เวลาโพสต์: พ.ย. 19-2021