Lähde: Phys.org

Malmin harvinaiset maametallit ovat välttämättömiä nykyaikaiseen elämään, mutta niiden hienosäätö kaivostoiminnan jälkeen on kallista, vahingoittaa ympäristöä ja tapahtuu enimmäkseen ulkomailla.

Uudessa tutkimuksessa kuvataan todiste bakteerin, Gluconobacter -oksidanien suunnittelun periaatteesta, joka ottaa suuren ensimmäisen askeleen kohti harvinaisten maametallien elementtien kysynnän nousevaa nousua perinteisten termokemiallisten poisto- ja hienosäätömenetelmien kustannuksia ja tehokkuutta ja on riittävän puhdas ympäristöstandardien täyttämiseksi.

"Yritämme keksiä ympäristöystävällisen, matalan lämpötilan, matalapaineisen menetelmän harvinaisten maametallien elementtien saamiseksi kalliosta", kertoi lehden vanhempi kirjailija ja Cornellin yliopiston biologisen ja ympäristötekniikan apulaisprofessori Buz Barstow.

Elementit - joita jaksollisessa taulukossa on 15 - ovat välttämättömiä kaikelle tietokoneista, matkapuhelimista, näytöistä, mikrofoneista, tuuliturbiineista, sähköajoneuvoista ja johtimista tutkaan, sonareihin, LED -valoihin ja ladattaviin akkuihin.

Vaikka Yhdysvallat tarkensi kerran omia harvinaisten maametallien elementtejä, tuotanto pysähtyi yli viisi vuosikymmentä sitten. Nyt näiden elementtien hienosäätö tapahtuu melkein kokonaan muissa maissa, etenkin Kiinassa.

"Suurin osa harvinaisten maametallien elementtien tuotannosta ja uuttamisesta on ulkomaisten kansakuntien käsissä", sanoi Cornellin ja ilmakehän tieteen apulaisprofessori Esteban Gazel. "Joten maamme ja elämäntavan turvallisuuden vuoksi meidän on palattava takaisin raiteilleen resurssin hallitsemiseksi."

Raaka -malmia vaaditaan 10 000 kilogramman (~ 22 000 puntaa) elementtien poistamiseksi noin 71,5 miljoonaa tonnia (~ 78,8 miljoonaa tonnia) vuotuisia tarpeita (~ 78,8 miljoonaa tonnia).

Nykyiset menetelmät luottavat kallion liuottamiseen kuumalla rikkihapolla, mitä seuraa orgaanisten liuottimien käyttäminen hyvin samanlaisten yksittäisten elementtien erottamiseksi toisistaan ​​liuoksessa.

"Haluamme selvittää tavan tehdä virhe, joka tekee tämän työn paremmin", Barstow sanoi.

G. Oxydans tunnetaan tekevän happoa, jota kutsutaan biolixiviantiksi, joka liukenee kallion; Bakteerit käyttävät happoa fosfaattien vetämiseen harvinaisten maametallien elementeistä. Tutkijat ovat alkaneet manipuloida G. oksydanien geenejä, joten se poimii elementit tehokkaammin.

Tätä varten tutkijat käyttivät tekniikkaa, jota Barstow auttoi kehittymään, nimeltään poisto Sudoku, jonka avulla he voivat poistaa 2 733 geenin käytöstä G. oxydansin genomissa yksi kerrallaan. Ryhmä kuratoi mutantteja, joista jokaisella on spesifinen geeni, joten he voisivat tunnistaa, mitkä geenit ovat roolia elementtien saamisessa pois kalliosta.

"Olen uskomattoman optimistinen", Gazel sanoi. "Meillä on täällä prosessi, joka tulee olemaan tehokkaampi kuin mitä ennen tehtiin."

Barstow'n laboratorion tutkija Alexa Schmitz on tutkimuksen ”Gluconobacter Oxydans Knockout -kokoelman ensimmäinen kirjoittaja, joka löytää parannettua harvinaisen maa -elementin louhinta”, julkaistu luonnonviestinnässä.

---

Viestin aika: heinäkuu-04-2022