sors:Phys.org

L-elementi rari tad-dinja mill-mineral huma vitali għall-ħajja moderna iżda r-raffinar tagħhom wara t-tħaffir jiswa ħafna flus, jagħmel ħsara lill-ambjent u l-aktar iseħħ barra mill-pajjiż.

Studju ġdid jiddeskrivi prova ta' prinċipju għall-inġinerija ta' batterju, Gluconobacter oxydans, li jieħu l-ewwel pass kbir lejn il-kisba tad-domanda dejjem tikber għal elementi rari tad-dinja b'mod li jaqbel mal-ispiża u l-effiċjenza tal-metodi tradizzjonali ta' estrazzjoni u raffinament termokimiku u li jkun nadif biżżejjed biex jissodisfa l-istandards ambjentali tal-Istati Uniti.

“Qed nippruvaw noħorġu b'metodu li ma jagħmilx ħsara lill-ambjent, b'temperatura baxxa u pressjoni baxxa biex noħorġu elementi rari tad-dinja minn blata,” qal Buz Barstow, l-awtur anzjan tad-dokument u assistent professur tal-inġinerija bijoloġika u ambjentali fl-Università ta' Cornell.

L-elementi—li minnhom hemm 15 fit-tabella perjodika—huma neċessarji għal kollox, minn kompjuters, telefowns ċellulari, skrins, mikrofoni, turbini tar-riħ, vetturi elettriċi u kondutturi sa radars, sonars, dwal LED u batteriji rikarikabbli.

Filwaqt li l-Istati Uniti darba kienu jirfinaw l-elementi rari tad-dinja tagħhom stess, dik il-produzzjoni waqfet aktar minn ħames deċennji ilu. Issa, ir-raffinar ta’ dawn l-elementi jseħħ kważi kompletament f’pajjiżi oħra, partikolarment iċ-Ċina.

“Il-maġġoranza tal-produzzjoni u l-estrazzjoni ta’ elementi rari tad-dinja tinsab f’idejn nazzjonijiet barranin,” qal il-ko-awtur Esteban Gazel, professur assoċjat tax-xjenzi tad-dinja u atmosferiċi f’Cornell. “Għalhekk, għas-sigurtà ta’ pajjiżna u l-istil ta’ ħajja tagħna, irridu nerġgħu lura fit-triq it-tajba biex nikkontrollaw dik ir-riżorsa.”

Biex jintlaħqu l-ħtiġijiet annwali tal-Istati Uniti għal elementi rari tad-dinja, ikunu meħtieġa madwar 71.5 miljun tunnellata (~78.8 miljun tunnellata) ta' minerali mhux maħdum biex jiġu estratti 10,000 kilogramma (~22,000 libbra) ta' elementi.

Il-metodi attwali jiddependu fuq it-tidwib tal-blat b'aċidu sulfuriku jaħraq, segwit mill-użu ta' solventi organiċi biex jisseparaw elementi individwali simili ħafna minn xulxin f'soluzzjoni.

"Irridu nsibu mod kif nagħmlu bug li jagħmel dak ix-xogħol aħjar," qal Barstow.

G. oxydans hija magħrufa għall-produzzjoni ta' aċidu msejjaħ biolixiviant li jxolji l-blat; il-batterja tuża l-aċidu biex tiġbed il-fosfati minn elementi rari tad-dinja. Ir-riċerkaturi bdew jimmanipulaw il-ġeni ta' G. oxydans sabiex testratta l-elementi b'mod aktar effiċjenti.

Biex jagħmlu dan, ir-riċerkaturi użaw teknoloġija li Barstow għen fl-iżvilupp tagħha, imsejħa Knockout Sudoku, li ppermettietilhom jiddiżattivaw it-2,733 ġene fil-ġenoma ta' G. oxydans wieħed wieħed. It-tim ikkura mutanti, kull wieħed b'ġene speċifiku mneħħi, sabiex ikunu jistgħu jidentifikaw liema ġeni għandhom rwoli fil-ħruġ ta' elementi mill-blat.

“Jiena ottimist immens,” qal Gazel. “Għandna proċess hawn li se jkun aktar effiċjenti minn kull ħaġa li saret qabel.”

Alexa Schmitz, riċerkatriċi postdottorali fil-laboratorju ta’ Barstow, hija l-ewwel awtriċi tal-istudju, “Gluconobacter oxydans Knockout Collection Finds Improved Rare Earth Element Extraction,” ippubblikat f’Nature Communications.

---

Ħin tal-posta: 04 ta' Lulju 2022