извор:Phys.org

Ретки земни елементи из руде су витални за савремени живот, али њихова рафинација након рударења је скупа, штети животној средини и углавном се дешава у иностранству.

Нова студија описује доказ принципа за инжењеринг бактерије, Gluconobacter oxydans, која чини велики први корак ка задовољавању вртоглаве потражње за ретким земним елементима на начин који одговара трошковима и ефикасности традиционалних термохемијских метода екстракције и рафинирања и довољно је чист да испуни америчке еколошке стандарде.

„Покушавамо да смислимо еколошки прихватљиву методу за добијање ретких земних елемената из стене, која ради на ниској температури и ниском притиску“, рекао је Баз Барстоу, главни аутор рада и ванредни професор биолошког и еколошког инжењерства на Универзитету Корнел.

Елементи - којих у периодном систему има 15 - неопходни су за све, од рачунара, мобилних телефона, екрана, микрофона, ветротурбина, електричних возила и проводника до радара, сонара, ЛЕД светала и пуњивих батерија.

Иако су САД некада рафинисале сопствене ретке земне елементе, та производња је престала пре више од пет деценија. Сада се рафинирање ових елемената одвија готово у потпуности у другим земљама, посебно у Кини.

„Већина производње и екстракције ретких земних елемената је у рукама страних држава“, рекао је коаутор Естебан Газел, ванредни професор наука о Земљи и атмосфери на Корнелу. „Дакле, због безбедности наше земље и начина живота, морамо се вратити на пут контроле тог ресурса.“

Да би се задовољиле годишње потребе САД за реткоземним елементима, било би потребно отприлике 71,5 милиона тона (~78,8 милиона тона) сирове руде за екстракцију 10.000 килограма (~22.000 фунти) елемената.

Тренутне методе се ослањају на растварање стене врућом сумпорном киселином, након чега следи употреба органских растварача за одвајање веома сличних појединачних елемената један од другог у раствору.

„Желимо да смислимо начин да направимо бубу која боље обавља тај посао“, рекао је Барстоу.

G. oxydans је познат по томе што производи киселину која се зове биоликсивијантс и раствара стене; бактерија користи киселину да извуче фосфате из ретких земних елемената. Истраживачи су почели да манипулишу генима G. oxydans како би ефикасније екстраховала елементе.

Да би то урадили, истраживачи су користили технологију у чијем је развоју помогао Барстоу, названу Knockout Sudoku, која им је омогућила да један по један онемогуће 2.733 гена у геному G. oxydans. Тим је курирао мутанте, сваки са специфичним избаченим геном, како би могли да идентификују који гени играју улогу у добијању елемената из стене.

„Невероватно сам оптимистичан“, рекао је Газел. „Имамо процес који ће бити ефикаснији од свега што је раније урађено.“

Алекса Шмиц, постдокторска истраживачица у Барстоуовој лабораторији, прва је ауторка студије „Gluconobacter oxydans Knockout Collection проналази побољшану екстракцију ретких земних елемената“, објављене у часопису Nature Communications.

---

Време објаве: 04.07.2022.