fonto: Phys.org

Raraj teraj elementoj el erco estas esencaj por moderna vivo, sed rafini ilin post minado estas multekosta, damaĝas la medion kaj plejparte troviĝas eksterlande.

Nova studo priskribas pruvon de principo por la inĝenierado de bakterio, Gluconobacter oxydans, kiu faras grandan unuan paŝon al kontentigo de la kreskanta postulo je raraj teraj elementoj tiel, ke ĝi kongruas kun la kosto kaj efikeco de tradiciaj termokemiaj ekstraktado- kaj rafinadmetodoj kaj estas sufiĉe pura por plenumi usonajn mediajn normojn.

“Ni provas elpensi ekologie sanan, malalt-temperaturan, malaltpreman metodon por eltiri rarajn terojn el roko,” diris Buz Barstow, la ĉefa aŭtoro de la artikolo kaj docento pri biologia kaj media inĝenierarto ĉe la Universitato Cornell.

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

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

“La plimulto de la produktado kaj ekstraktado de raraj teraj elementoj estas en la manoj de fremdaj nacioj,” diris kunaŭtoro Esteban Gazel, asociita profesoro pri teraj kaj atmosferaj sciencoj ĉe Cornell. “Do por la sekureco de nia lando kaj vivmaniero, ni devas reveni sur la ĝustan vojon al la kontrolo de tiu rimedo.”

Por plenumi la ĉiujarajn bezonojn de Usono pri raraj teraj elementoj, oni bezonus proksimume 71.5 milionojn da tunoj (~78.8 milionoj da tunoj) da kruda erco por ekstrakti 10,000 kilogramojn (~22,000 funtojn) da elementoj.

Nunaj metodoj dependas de dissolvado de roko per varma sulfata acido, sekvata de uzado de organikaj solviloj por apartigi tre similajn individuajn elementojn unu de la alia en solvaĵo.

“Ni volas eltrovi manieron krei cimon, kiu pli bone plenumas tiun taskon,” diris Barstow.

G. oxydans estas konata pro produktado de acido nomata bioliksivianto, kiu solvas rokon; la bakterio uzas la acidon por ĉerpi fosfatojn el raraj teraj elementoj. La esploristoj komencis manipuli la genojn de G. oxydans, por ke ĝi pli efike ekstraktu la elementojn.

Por fari tion, la esploristoj uzis teknologion, kiun Barstow helpis disvolvi, nomatan Knockout Sudoku, kiu permesis al ili malŝalti la 2 733 genojn en la genaro de G. oxydans unu post unu. La teamo elektis mutaciulojn, ĉiu kun specifa geno forigita, por ke ili povu identigi, kiuj genoj ludas rolojn en la eltirado de elementoj el roko.

„Mi estas nekredeble optimisma,“ diris Gazel. „Ni havas ĉi tie procezon, 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 Finds Improved Rare Earth Element Extraction” (Kolekto de Gluconobacter oxydans trovas plibonigitan ekstraktadon de raraj teraj elementoj), publikigita en Nature Communications.

---

Afiŝtempo: Jul-04-2022