Fonto: Phys.org

Maloftaj teraj elementoj el erco estas esencaj por moderna vivo, sed rafini ilin post minado kostas, damaĝas la medion kaj plejparte okazas eksterlande.

Nova studo priskribas pruvon de principo por inĝenierado de bakterio, gluconobacter -oksidanoj, kiu faras grandan unuan paŝon por renkonti ĉifonan raran teran elementan postulon en maniero, kiu kongruas kun la kosto kaj efikeco de tradiciaj termokemiaj eltiraj kaj rafinaj metodoj kaj estas sufiĉe puraj por plenumi nin mediaj normoj.

"Ni provas aperigi ekologian, malaltan temperaturon, malaltpreman metodon por eltiri rarajn terajn elementojn el roko," diris Buz Barstow, la altranga aŭtoro de la papero kaj helpa profesoro pri biologia kaj media inĝenierado en Universitato Cornell.

La elementoj - el kiuj estas 15 en la perioda tablo - estas necesaj por ĉio, de komputiloj, poŝtelefonoj, ekranoj, mikrofonoj, ventomuelejoj, elektraj veturiloj kaj ŝoforoj ĝis radaroj, sonaroj, LED -lumoj kaj reŝargeblaj baterioj.

Dum Usono iam rafinis siajn proprajn rarajn terajn elementojn, tiu produktado ĉesis antaŭ pli ol kvin jardekoj. Nun rafinado de ĉi tiuj elementoj okazas preskaŭ tute en aliaj landoj, aparte Ĉinio.

"La plimulto de malofta produktado kaj eltiro de la Tero estas en la manoj de eksterlandaj nacioj," diris kunaŭtoro Esteban Gazel, asociita profesoro pri Tero kaj Atmosferaj Sciencoj ĉe Cornell. "Do por la sekureco de nia lando kaj vivmaniero, ni devas reveni al la regado de tiu rimedo."

Por plenumi usonajn jarajn bezonojn por maloftaj teraj elementoj, ĉirkaŭ 71,5 milionoj da tunoj (~ 78,8 milionoj da tunoj) da kruda erco estus postulataj por ĉerpi 10.000 kilogramojn (~ 22.000 funtojn) de elementoj.

Aktualaj metodoj dependas de dissolvado de roko kun varma sulfura acido, sekvita per uzado de organikaj solviloj por apartigi tre similajn individuajn elementojn unu de la alia en solvo.

"Ni volas kalkuli manieron fari cimon, kiu faras tiun laboron pli bone," Barstow diris.

G. oksidans estas konata pro farado de acido nomata Biolixiviant kiu dissolvas rokon; La bakterioj uzas la acidon por tiri fosfatojn el raraj teraj elementoj. La esploristoj komencis manipuli la genojn de G. oksidans, do ĝi ĉerpas la elementojn pli efike.

Por fari tion, la esploristoj uzis teknologion, kiun Barstow helpis disvolvi, nomata Knockout Sudoku, kiu permesis al ili malebligi la 2.733 genojn en la genomo de G. oxydans unu post unu. La teamo komisiis mutaciulojn, ĉiu kun specifa geno frapita, do ili povis identigi, kiuj genoj ludas rolojn por eligi elementojn el roko.

"Mi estas nekredeble optimisma," Gazel diris. "Ni havas procezon ĉi tie, kiu estos pli efika ol io ajn farita antaŭe."

Alexa Schmitz, postdoktora esploristo en la laboratorio de Barstow, estas la unua aŭtoro de la studo, "Gluconobacter Oxydans Knockout Collection trovas plibonigitan raran Earth Element Element", eldonita en Nature Communications.

---

Afiŝotempo: jul-04-2022