Източник: Phys.org

Редките земни елементи от руда са жизненоважни за съвременния живот, но ги рафинирането след минното дело е скъпо, вреди на околната среда и най -вече се случва в чужбина.

Ново проучване описва доказателство за принцип за инженерство на бактерия, глюконобактер оксидани, което прави голяма първа стъпка към посрещане на бързото търсене на редки земни елементи по начин, който съответства на цената и ефективността на традиционните термохимични извличане и усъвършенстване и е достатъчно чисто, за да отговаря на екологичните стандарти на САЩ.

„Опитваме се да измислим екологичен метод с ниска температура, ниско налягане за извличане на редки земни елементи от скала“, казва Буз Барстоу, старши автор на вестника и асистент по биологично и екологично инженерство в университета Корнел.

Елементите - на които има 15 в периодичната таблица - са необходими за всичко - от компютри, мобилни телефони, екрани, микрофони, вятърни турбини, електрически превозни средства и проводници до радари, сонари, LED светлини и акумулаторни батерии.

Докато САЩ веднъж усъвършенстваха собствените си редки елементи на Земята, тази продукция спря преди повече от пет десетилетия. Сега усъвършенстването на тези елементи се осъществява почти изцяло в други страни, особено в Китай.

„По-голямата част от производството и извличането на редки земни елементи е в ръцете на чуждестранните нации“, казва съавторът Естебан Газел, доцент по Земята и атмосферните науки в Корнел. „Така че за сигурността на нашата страна и начин на живот трябва да се върнем на път, за да контролираме този ресурс.“

За да отговорят на годишните нужди на САЩ за редки земни елементи, ще са необходими приблизително 71,5 милиона тона (~ 78,8 милиона тона) сурова руда за извличане на 10 000 килограма (~ 22 000 паунда) елементи.

Настоящите методи разчитат на разтваряне на скала с гореща сярна киселина, последвано от използване на органични разтворители за разделяне на много сходни индивидуални елементи един от друг в разтвор.

„Искаме да измислим начин да направим грешка, която върши тази работа по -добре“, каза Барстоу.

G. Oxydans е известен с това, че прави киселина, наречена Biolixiviant, която разтваря скалата; Бактериите използват киселината, за да изтеглят фосфати от редки земни елементи. Изследователите са започнали да манипулират гените на G. oxydans, така че да извличат елементите по -ефективно.

За да направят това, изследователите използваха технология, която Barstow помогна за разработването, наречена Knockout Sudoku, която им позволява да деактивират 2733 гена в генома на G. oxydans един по един. Екипът курира мутанти, всеки със специфичен ген се нокаутира, така че те могат да идентифицират кои гени играят роли в извеждането на елементи от рок.

"Аз съм невероятно оптимист", каза Газел. „Тук имаме процес, който ще бъде по -ефективен от всичко, което беше направено преди.“

Алекса Шмиц, докторантура в лабораторията на Барстоу, е първи автор на проучването, „Gluconobacter Oxydans Knockout Collection открива подобрено извличане на редки земни елементи“, публикувано в Nature Communications.

---

Време за публикация: 04-2022 юли