Bakteerit voivat olla avainasemassa harvinaisten maametallien kestävässä louhinnassa
lähde: Phys.orgMalmin harvinaiset maametallit ovat elintärkeitä nykyaikaiselle elämälle, mutta niiden jalostaminen louhinnan jälkeen on kallista, vahingoittaa ympäristöä ja tapahtuu enimmäkseen ulkomailla.Uudessa tutkimuksessa kuvataan periaatetodistus Gluconobacter oxydans -bakteerin muuntamisesta. Bakteeri ottaa suuren ensiaskeleen kohti harvinaisten maametallien kysynnän nopeaa kasvua tavalla, joka vastaa perinteisten termokemiallisten uutto- ja jalostusmenetelmien kustannuksia ja tehokkuutta ja on riittävän puhdas täyttääkseen Yhdysvaltain ympäristöstandardit."Yritämme kehittää ympäristöystävällisen, matalan lämpötilan ja matalapaineisen menetelmän harvinaisten maametallien erottamiseksi kalliosta", sanoo Buz Barstow, artikkelin vanhempi kirjoittaja ja biologian ja ympäristötekniikan apulaisprofessori Cornellin yliopistossa.Alkuaineet – joita jaksollisessa taulukossa on 15 – ovat välttämättömiä kaikelle tietokoneista, matkapuhelimista, näytöistä, mikrofoneista, tuuliturbiineista, sähköajoneuvoista ja johtimista tutkiin, kaikuluotaimiin, LED-valoihin ja ladattaviin akkuihin.Vaikka Yhdysvallat aikoinaan jalosti omia harvinaisia maametallejaan, tuotanto loppui yli viisi vuosikymmentä sitten. Nykyään näiden alkuaineiden jalostus tapahtuu lähes kokonaan muissa maissa, erityisesti Kiinassa.”Suurin osa harvinaisten maametallien tuotannosta ja louhinnasta on ulkomaiden käsissä”, sanoo tutkimuksen toinen kirjoittaja, Cornellin maa- ja ilmakehätieteiden apulaisprofessori Esteban Gazel. ”Joten maamme ja elämäntapamme turvallisuuden vuoksi meidän on palattava takaisin raiteilleen ja hallittava tätä resurssia.”Yhdysvaltojen vuosittaisen harvinaisten maametallien tarpeen tyydyttämiseksi tarvittaisiin noin 71,5 miljoonaa tonnia (~78,8 miljoonaa tonnia) raakamalmia 10 000 kilogramman (~22 000 paunan) alkuaineiden louhimiseksi.Nykyiset menetelmät perustuvat kiven liuottamiseen kuumaan rikkihappoon, minkä jälkeen käytetään orgaanisia liuottimia erottamaan hyvin samankaltaisia yksittäisiä alkuaineita toisistaan liuoksessa."Haluamme keksiä tavan tehdä bugi, joka tekee tuon työn paremmin", Barstow sanoi.G. oxydans tunnetaan bioliksivantti-nimisen kiven liuottavan hapon tuottamisesta; bakteeri käyttää happoa fosfaattien erottamiseen harvinaisista maametalleista. Tutkijat ovat alkaneet manipuloida G. oxydansin geenejä, jotta se erottaisi alkuaineet tehokkaammin.Tätä varten tutkijat käyttivät Barstow'n kehittämää Knockout Sudoku -teknologiaa, jonka avulla he pystyivät poistamaan käytöstä 2 733 geeniä G. oxydansin genomissa yksi kerrallaan. Tiimi kuratoi mutantteja, joista jokaisessa oli tietty geeni poistettuna, jotta he voisivat tunnistaa, millä geeneillä on rooli alkuaineiden saamisessa kivestä.”Olen uskomattoman optimistinen”, Gazel sanoi. ”Meillä on prosessi, joka tulee olemaan tehokkaampi kuin mikään aiemmin tehty.”Alexa Schmitz, Barstow'n laboratoriossa työskentelevä postdoc-tutkija, on Nature Communicationsissa julkaistun tutkimuksen ”Gluconobacter oxydans Knockout Collection Finds Improved Rare Earth Element Extraction” ensimmäinen kirjoittaja.Julkaisun aika: 04.07.2022
