منبع: Phys.org

عناصر نادر زمین از سنگ معدن برای زندگی مدرن بسیار مهم است اما پالایش آنها پس از استخراج پرهزینه است ، به محیط زیست آسیب می رساند و بیشتر در خارج از کشور رخ می دهد.

یک مطالعه جدید اثبات اصل مهندسی یک باکتری ، Gluconobacter Oxydans را توصیف می کند ، که اولین قدم بزرگ را برای برآورده کردن تقاضای عناصر نادر زمین به شکلی انجام می دهد که با هزینه و کارآیی روشهای استخراج ترموشیمیایی سنتی و پالایشگاه مطابقت داشته باشد و به اندازه کافی تمیز باشد تا استانداردهای محیط زیست ایالات متحده را رعایت کند.

Buz Barstow ، نویسنده ارشد این مقاله و استادیار مهندسی بیولوژیکی و محیط زیست در دانشگاه کرنل گفت: "ما در تلاش هستیم تا با یک روش دوستانه و کم فشار و با فشار کم محیط زیست برای بیرون کشیدن عناصر نادر زمین از سنگ استفاده کنیم."

عناصر - که در جدول تناوبی 15 وجود دارد - برای همه چیز از رایانه ها ، تلفن های همراه ، صفحه نمایش ، میکروفن ، توربین های بادی ، وسایل نقلیه برقی و هادی ها تا رادارها ، سونارها ، چراغ های LED و باتری های قابل شارژ ضروری است.

در حالی که ایالات متحده یک بار عناصر نادر زمین خود را تصفیه می کرد ، این تولید بیش از پنج دهه قبل متوقف شد. اکنون ، پالایش این عناصر تقریباً به طور کامل در سایر کشورها ، به ویژه چین صورت می گیرد.

استبان گزل ، استادیار زمین و علوم جوی در کرنل گفت: "اکثریت تولید و استخراج عناصر نادر زمین در دست ملل خارجی است." "بنابراین برای امنیت کشور و شیوه زندگی ما ، ما باید دوباره به کنترل آن منبع بپردازیم."

برای تأمین نیازهای سالانه ایالات متحده برای عناصر نادر زمین ، تقریباً 71.5 میلیون تن (78.8 میلیون پوند) سنگ معدن خام برای استخراج 10،000 کیلوگرم (22،000 پوند پوند) از عناصر لازم است.

روشهای فعلی به حل کردن سنگ با اسید سولفوریک داغ متکی هستند و به دنبال آن با استفاده از حلال های آلی برای جدا کردن عناصر فردی بسیار مشابه از یکدیگر در یک محلول.

بارستو گفت: "ما می خواهیم راهی برای ایجاد اشکالی در مورد این کار بهتر بفهمیم."

G. oxydans به دلیل ساخت اسیدی به نام Biolixiviant شناخته شده است که سنگ را حل می کند. این باکتری ها از اسید برای بیرون کشیدن فسفات ها از عناصر نادر زمین استفاده می کنند. محققان شروع به دستکاری ژنهای G. oxydans کرده اند ، بنابراین این عناصر را با کارآمدتر استخراج می کند.

برای انجام این کار ، محققان از فناوری استفاده کردند که Barstow به توسعه آن کمک کرد ، به نام حذفی سودوکو ، که به آنها اجازه می داد 2733 ژن را در ژنوم G. oxydans یک به یک غیرفعال کنند. این تیم جهش یافته ها را کنترل می کردند ، هر یک از آنها یک ژن خاص از بین رفت ، بنابراین آنها می توانند شناسایی کنند که کدام ژنها نقش دارند تا عناصر را از سنگ بیرون بیاورند.

گزل گفت: "من فوق العاده خوش بین هستم." "ما در اینجا فرایندی داریم که از هر کاری که قبلاً انجام شده بود کارآمدتر خواهد بود."

الکسا اشمیتز ، محقق فوق دکترا در آزمایشگاه بارستو ، اولین نویسنده این مطالعه است ، "مجموعه حذفی گلوکونوباکتر اکسینان ، استخراج عناصر نادر زمین را بهبود می بخشد" ، منتشر شده در ارتباطات طبیعت.

---

زمان پست: ژوئیه 04-2022