Forrás: Phys.org

Az ércből származó ritkaföldfémek elemei létfontosságúak a modern élethez, de a bányászat utáni finomításuk költséges, károsítja a környezetet, és többnyire külföldön fordul elő.

Egy új tanulmány leírja a baktérium, a Gluconobacter Oxydans baktériumának tervezésének bizonyítékát, amely nagy első lépést tesz a ritkaföldfémek által a gyorsfémek igényeinek növelése felé, oly módon, hogy megfeleljen a hagyományos termokémiai extrahálási és finomítási módszerek költségeinek és hatékonyságának, és elég tiszta ahhoz, hogy megfeleljen az amerikai környezetvédelmi előírásoknak.

"Megpróbálunk kitalálni egy környezetbarát, alacsony hőmérsékletű, alacsony nyomású módszert a ritkaföldfémek elemeinek kiszállítására"-mondta Buz Barstow, a papír vezető szerzője és a Cornell Egyetem biológiai és környezetvédelmi mérnöki asszisztens professzora.

Az elemek - amelyeknek 15 van a periódusos asztalban - mindenhez szükséges a számítógépek, a mobiltelefonok, a képernyők, a mikrofonok, a szélturbinák, az elektromos járművek és a vezetők, a radarokhoz, a szonárokig, a LED -es lámpákig és az újratölthető akkumulátorokig.

Míg az Egyesült Államok egyszer finomította a saját ritkaföldfémek elemeit, ez a produkció több mint öt évtizeddel ezelőtt megállt. Ezeknek az elemeknek a finomítása szinte teljes egészében más országokban, különösen Kínában zajlik.

"A ritkaföldfémek elemeinek és kitermelésének többsége a külföldi nemzetek kezében van"-mondta Esteban Gazel társszerző, a Cornell Föld és Légköri Tudományok egyetemi docens. "Tehát országunk és életmódunk biztonsága érdekében vissza kell térnünk az erőforrás ellenőrzéséhez."

A ritkaföldfémek elemeinek éves igényeinek kielégítéséhez körülbelül 71,5 millió tonna (~ 78,8 millió tonna) nyers ércre lenne szükség 10 000 kilogramm (~ 22 000 font) elem kinyerésére.

A jelenlegi módszerek a forró kénsavval történő oldódó kőzetre támaszkodnak, majd szerves oldószereket használnak, hogy oldatban elválaszthassák a nagyon hasonló egyes elemeket egymástól.

"Szeretnénk kitalálni egy olyan hibát, amely egy hibát készít, amely jobban elvégzi ezt a munkát" - mondta Barstow.

A G. oxidánokról ismert, hogy biolixiviantnek nevezett savat készítenek, amely feloldja a kőzetet; A baktériumok a savat használják a foszfátok húzására a ritkaföldfémek elemeiből. A kutatók elkezdték manipulálni a G. oxydans génjeit, így hatékonyabban kivonja az elemeket.

Ehhez a kutatók olyan technológiát alkalmaztak, amelyet Barstow segített kialakítani, az úgynevezett Knockout sudoku -nak, amely lehetővé tette számukra, hogy a G. oxydans genomjában egyenként letilthassák a 2733 génet. A csapat kurátora mutánsokat, amelyek mindegyike egy adott génnel kiütötte, így azonosíthatják, mely gének szerepet játszanak az elemek kiszállításában a kőzetből.

"Hihetetlenül optimista vagyok" - mondta Gazel. "Van itt egy olyan folyamat, amely hatékonyabb lesz, mint bármi, amit korábban végeztek."

Alexa Schmitz, a Barstow laboratóriumának posztdoktori kutatója, a „Gluconobacter Oxydans knockout kollekciójának a Rite Föld elem kivonását” című tanulmány első szerzője, a Nature Communications közzétett tanulmány.

---

A postai idő: 2012. július-2012. július