Sursa: Phys.org

Elementele rare de pământ din minereu sunt vitale pentru viața modernă, dar rafinarea lor după minerit este costisitoare, dăunează mediului și apare mai ales în străinătate.

Un nou studiu descrie o dovadă a principiului pentru inginerie o bacterie, Gluconobacter oxydans, care face un prim mare pas către satisfacerea cererii rare a elementelor de pământ într -un mod care să corespundă costurilor și eficienței metodelor tradiționale de extracție termochimică și de rafinare și este suficient de curat pentru a îndeplini standardele de mediu din SUA.

„Încercăm să venim cu o metodă ecologică, la temperaturi joase, de joasă presiune pentru a scoate elemente rare de pământ dintr-o stâncă”, a declarat Biz Barstow, autorul principal al hârtiei și profesor asistent de inginerie biologică și de mediu la Universitatea Cornell.

Elementele - care sunt 15 în tabelul periodic - sunt necesare pentru orice, de la computere, telefoane mobile, ecrane, microfoane, turbine eoliene, vehicule electrice și conductoare până la radare, sonari, lumini LED și baterii reîncărcabile.

În timp ce SUA și -au perfecționat odată propriile sale elemente rare de pământ, acea producție s -a oprit în urmă cu mai bine de cinci decenii. Acum, rafinarea acestor elemente are loc aproape în întregime în alte țări, în special în China.

„Majoritatea producției și extragerii elementelor de pământ rare sunt în mâinile națiunilor străine”, a declarat coautorul Esteban Gazel, profesor asociat de științe ale Pământului și Atmosferice la Cornell. „Deci, pentru securitatea țării noastre și a modului de viață, trebuie să revenim pe traseu pentru controlul acestei resurse.”

Pentru a satisface nevoile anuale din SUA pentru elemente de pământ rare, aproximativ 71,5 milioane de tone (~ 78,8 milioane tone) de minereu brut ar trebui să extragă 10.000 de kilograme (~ 22.000 de lire sterline) de elemente.

Metodele actuale se bazează pe dizolvarea rocii cu acid sulfuric fierbinte, urmate de utilizarea solvenților organici pentru a separa elemente individuale foarte similare unul de celălalt într -o soluție.

„Vrem să ne dăm seama de o modalitate de a face o eroare care să facă această treabă mai bine”, a spus Barstow.

G. oxydans este cunoscut pentru realizarea unui acid numit biolixiviant care dizolvă roca; Bacteriile folosesc acidul pentru a trage fosfați din elementele de pământ rare. Cercetătorii au început să manipuleze genele lui G. oxydans, astfel încât să extragă elementele mai eficient.

Pentru a face acest lucru, cercetătorii au folosit o tehnologie pe care Barstow a ajutat -o să o dezvolte, numită Knockout Sudoku, care le -a permis să dezactiveze cele 2.733 de gene din genomul lui G. oxydans unul câte unul. Echipa a curat mutanți, fiecare cu o genă specifică eliminată, astfel încât să poată identifica care genele joacă roluri în scoaterea elementelor din rock.

"Sunt incredibil de optimist", a spus Gazel. „Avem un proces aici care va fi mai eficient decât orice a fost făcut înainte.”

Alexa Schmitz, cercetătoare postdoctorală în laboratorul lui Barstow, este primul autor al studiului, „Colecția de knockout Gluconobacter Oxydans găsește o extracție rară a elementelor de pământ”, publicată în Nature Communications.

---

Timpul post: 04-2022 iulie