sors: Phys.org

Elementi tal-art rari mill-mineral huma vitali għall-ħajja moderna iżda r-raffinar tagħhom wara t-tħaffir huwa għali, jagħmel ħsara lill-ambjent u jseħħ l-aktar barra mill-pajjiż.

Studju ġdid jiddeskrivi prova ta’ prinċipju għall-inġinerija ta’ batterju, Gluconobacter oxydans, li jagħmel l-ewwel pass kbir biex tissodisfa d-domanda ta’ elementi rari tad-dinja b’mod li jaqbel mal-ispiża u l-effiċjenza tal-metodi tradizzjonali ta’ estrazzjoni u rfinar termokimiku u tkun nadifa biżżejjed biex jissodisfaw l-istandards ambjentali tal-Istati Uniti.

"Qed nippruvaw noħorġu b'metodu li ma jagħmilx ħsara lill-ambjent, b'temperatura baxxa u bi pressjoni baxxa biex noħorġu elementi rari minn blat," qal Buz Barstow, l-awtur anzjan tal-karta u assistent professur tal-inġinerija bijoloġika u ambjentali fi Università ta’ Cornell.

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

Filwaqt li l-Istati Uniti darba rfinaw l-elementi rari tagħha stess, dik il-produzzjoni waqfet aktar minn ħames deċennji ilu. Issa, ir-raffinar ta 'dawn l-elementi jseħħ kważi għal kollox f'pajjiżi oħra, partikolarment fiċ-Ċina.

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

Biex jintlaħqu l-ħtiġijiet annwali tal-Istati Uniti għall-elementi tad-dinja rari, bejn wieħed u ieħor 71.5 miljun tunnellata (~ 78.8 miljun tunnellata) ta 'minerali mhux maħduma jkunu meħtieġa biex jiġu estratti 10,000 kilogramma (~ 22,000 libbra) ta' elementi.

Il-metodi attwali jiddependu fuq il-blat li jdub b'aċidu sulfuriku sħun, segwit bl-użu ta 'solventi organiċi biex jisseparaw elementi individwali simili ħafna minn xulxin f'soluzzjoni.

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

G. oxydans huwa magħruf biex jagħmel aċidu msejjaħ biolixiviant li jdub il-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 estratti l-elementi b'mod aktar effiċjenti.

Biex jagħmlu dan, ir-riċerkaturi użaw teknoloġija li Barstow għen biex tiżviluppa, imsejħa Knockout Sudoku, li ppermettiethom li jiskonnettjaw l-2,733 ġene fil-ġenoma ta 'G. oxydans wieħed wieħed. It-tim ikkurat mutanti, kull wieħed b'ġene speċifiku knocked out, sabiex ikunu jistgħu jidentifikaw liema ġeni għandhom rwoli biex joħorġu elementi mill-blat.

"Jien oerhört ottimista," qal Gazel. "Għandna proċess hawn li se jkun aktar effiċjenti minn kull ħaġa li saret qabel."

Alexa Schmitz, riċerkatur post-dottorat fil-laboratorju ta 'Barstow, hija l-ewwel awtur tal-istudju, "Gluconobacter oxydans Knockout Collection Finds Improved Rare Earth Element Extraction," ippubblikat f'Nature Communications.

---

Ħin tal-post: Lulju-04-2022