ماخذ: نیوز سینٹر

نایاب زمینی عناصر(REEs) کی طرحlanthanumاورنیوڈیمیمسیل فونز اور سولر پینلز سے لے کر سیٹلائٹ اور برقی گاڑیوں تک جدید الیکٹرانکس کے ضروری اجزاء ہیں۔ یہ بھاری دھاتیں ہمارے چاروں طرف پائی جاتی ہیں، اگرچہ بہت کم مقدار میں ہوں۔ لیکن مانگ میں مسلسل اضافہ ہو رہا ہے اور چونکہ وہ اتنی کم ارتکاز میں پائے جاتے ہیں، اس لیے REE نکالنے کے روایتی طریقے ناکارہ، ماحول کو آلودہ کرنے والے، اور کارکنوں کی صحت کے لیے نقصان دہ ہو سکتے ہیں۔

اب، ڈیفنس ایڈوانسڈ ریسرچ پروجیکٹس ایجنسی (DARPA) ماحولیاتی جرثوموں سے بطور بائیو انجینئرنگ ریسورس (EMBER) پروگرام کی فنڈنگ ​​کے ساتھ، سان ڈیاگو اسٹیٹ یونیورسٹی کے محققین REEs کی گھریلو فراہمی کو بڑھانے کے مقصد سے نکالنے کے جدید طریقے تیار کر رہے ہیں۔

ماہر حیاتیات اور پرنسپل تفتیش کار مرینا کالیوزنایا نے کہا، "ہم بحالی کے لیے ایک نیا طریقہ کار تیار کرنے کی کوشش کر رہے ہیں جو ماحول دوست اور زیادہ پائیدار ہو۔"

ایسا کرنے کے لیے، محققین ماحول سے REEs کو حاصل کرنے کے لیے انتہائی حالات میں رہنے والے میتھین استعمال کرنے والے بیکٹیریا کے قدرتی رجحان کا جائزہ لیں گے۔

"انہیں زمین کے نایاب عناصر کی ضرورت ہوتی ہے تاکہ وہ اپنے میٹابولک راستوں میں ایک کلیدی انزیمیٹک رد عمل پیدا کریں،" Kalyuzhnaya نے کہا۔

REEs میں متواتر جدول کے بہت سے lanthanide عناصر شامل ہیں۔ یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، برکلے اور پیسیفک نارتھ ویسٹ نیشنل لیبارٹری (PNNL) کے ساتھ تعاون میں، SDSU کے محققین نے حیاتیاتی عمل کو ریورس انجینئر کرنے کا منصوبہ بنایا ہے جو بیکٹیریا کو ماحول سے دھاتوں کو حاصل کرنے کی اجازت دیتے ہیں۔ بائیو کیمسٹ جان لو کے مطابق، اس عمل کو سمجھنا مصنوعی ڈیزائنر پروٹین کی تخلیق کو مطلع کرے گا جو مختلف قسم کے لینتھانائڈز کے ساتھ اعلی خصوصیت کے ساتھ منسلک ہوتے ہیں۔ PNNL کی ٹیم ایکسٹریموفیلک اور REE جمع کرنے والے بیکٹیریا کے جینیاتی تعین کنندگان کی شناخت کرے گی، اور پھر ان کے REE کی مقدار کو نمایاں کرے گی۔

محبت نے کہا کہ ٹیم پھر بیکٹیریا کو اپنے خلیوں کی سطح پر دھاتی بائنڈنگ پروٹین تیار کرنے کے لیے تبدیل کرے گی۔

REEs مائن ٹیلنگ میں نسبتاً وافر مقدار میں ہوتے ہیں، کچھ دھاتی دھاتوں کی فضلہ مصنوعات، جیسے ایلومینیم۔

"مائن ٹیلنگ دراصل فضلہ ہے جس میں اب بھی بہت سارے مفید مواد موجود ہیں،" کالیوزنایا نے کہا۔

REEs کو صاف کرنے اور اس کے اندر جمع کرنے کے لیے، پانی کی یہ گندگی اور پسے ہوئے پتھروں کو ایک بائیو فلٹر کے ذریعے چلایا جائے گا جس میں ترمیم شدہ بیکٹیریا شامل ہیں، جس سے بیکٹیریا کی سطح پر موجود ڈیزائنر پروٹینز کو منتخب طور پر REEs سے جوڑنے کی اجازت ہوگی۔ میتھین سے محبت کرنے والے بیکٹیریا کی طرح جو ان کی ٹیمپلیٹس کے طور پر کام کرتے ہیں، بہتر بیکٹیریا پی ایچ، درجہ حرارت اور نمکیات کی انتہائی حد تک برداشت کریں گے، جو کان کی ٹیلنگ میں پائی جاتی ہیں۔

محققین ایک صنعتی پارٹنر، پالو آلٹو ریسرچ سینٹر (PARC) کے ساتھ تعاون کریں گے، ایک زیروکس کمپنی، بائیو فلٹر میں استعمال کے لیے ایک غیر محفوظ، شربتی مواد کی بائیو پرنٹ کرنے کے لیے۔ یہ بائیو پرنٹنگ ٹکنالوجی کم لاگت اور توسیع پذیر ہے اور معدنی بحالی پر وسیع پیمانے پر لاگو ہونے پر اس کے نتیجے میں اہم بچت ہونے کا امکان ہے۔

ماحولیاتی انجینئر کرسٹی ڈیکسٹرا کے مطابق، بائیو فلٹر کی جانچ اور اصلاح کے علاوہ، ٹیم کو بائیو فلٹر سے ہی پیوریفائیڈ لینتھانائیڈز کو اکٹھا کرنے کے طریقے بھی تیار کرنے ہوں گے۔ محققین نے بحالی کے عمل کو جانچنے اور بہتر بنانے کے لیے ایک اسٹارٹ اپ کمپنی، فینکس ٹیلنگ کے ساتھ مل کر کام کیا ہے۔

کیونکہ مقصد REEs نکالنے کے لیے تجارتی طور پر قابل عمل لیکن ماحول دوست عمل تیار کرنا ہے، Dykstra اور پروجیکٹ کے کئی شراکت دار lanthanides کو بازیافت کرنے کے لیے دیگر ٹیکنالوجیز کے مقابلے میں نظام کی لاگت کا تجزیہ کریں گے، بلکہ ماحولیاتی اثرات کا بھی۔

Dykstra نے کہا کہ "ہم اندازہ لگاتے ہیں کہ اس کے ماحول کے لحاظ سے بہت زیادہ فائدے ہوں گے اور اس وقت استعمال ہونے والی توانائی کے مقابلے میں کم توانائی کی لاگت آئے گی۔" "اس طرح کا نظام ایک غیر فعال بائیو فلٹریشن سسٹم کا زیادہ ہوگا، جس میں کم توانائی کے ان پٹ ہوں گے۔ اور پھر، نظریاتی طور پر، واقعی ماحولیاتی نقصان دہ سالوینٹس اور اس جیسی چیزوں کا کم استعمال۔ بہت سارے موجودہ عمل واقعی سخت اور غیر ماحول دوست سالوینٹس استعمال کریں گے۔

Dykstra نے یہ بھی نوٹ کیا کہ چونکہ بیکٹیریا خود کو نقل کرتے ہیں، اس لیے مائکروب پر مبنی ٹیکنالوجیز خود تجدید ہوتی ہیں، "جبکہ اگر ہم کوئی کیمیائی طریقہ استعمال کریں، تو ہمیں مسلسل زیادہ سے زیادہ کیمیکل پیدا کرنا پڑے گا۔"

Kalyuzhnaya نے کہا، "اگرچہ اس کی قیمت تھوڑی زیادہ ہو، لیکن اس سے ماحول کو کوئی نقصان نہیں پہنچتا، یہ معنی خیز ہو گا۔"

DARPA کی مالی اعانت سے چلنے والے پروجیکٹ کا ہدف چار سالوں میں بائیو سے چلنے والی REE-ریکوری ٹیکنالوجی کے تصور کا ثبوت فراہم کرنا ہے، جس کے لیے Kalyuzhnaya نے کہا کہ ایک اسٹریٹجک وژن اور ایک کراس ڈسپلنری نقطہ نظر کی ضرورت ہوگی۔

انہوں نے مزید کہا کہ یہ پروجیکٹ SDSU کے فارغ التحصیل طلباء کو کثیر الشعبہ تحقیق میں حصہ لینے کا موقع فراہم کرے گا "اور دیکھیں کہ تصورات صرف خیالات سے لے کر پائلٹ مظاہرے تک کیسے بڑھ سکتے ہیں۔"

---

پوسٹ ٹائم: اپریل 17-2023