Источник: Phys.org

Редко -земные элементы из руды жизненно важны для современной жизни, но совершенствование их после того, как добыча проживает дорогостоящую, наносит ущерб окружающей среде и в основном происходит за границей.

В новом исследовании описывается доказательство принципа для разработки бактерии, глюконобактерных оксиданс, которые делают большой первый шаг на пути к стремлению к стремительно растущей потребности в редкоземельных элементах, чтобы соответствовать стоимости и эффективности традиционных термохимических методов экстракции и отработки и достаточно чисты, чтобы соответствовать экологическим стандартам США.

«Мы пытаемся придумать экологически чистый, низкотемпературный метод низкого давления для получения редкоземельных элементов из скалы»,-сказал Буз Барстоу, старший автор газеты и доцент кафедры биологической и экологической инженерии в Корнелльском университете.

Элементы, которые есть 15 в периодической таблице, необходимы для всего, от компьютеров, мобильных телефонов, экранов, микрофонов, ветряных турбин, электромобилей и проводников до радаров, сонаров, светодиодных фонарей и перезаряжаемых батарей.

В то время как США когда -то усовершенствовали свои собственные редкоземельные элементы, это производство остановилось более пяти десятилетий назад. Теперь уточнение этих элементов происходит почти полностью в других странах, особенно в Китае.

«Большая часть производства и извлечения редкоземельных элементов находится в руках иностранных стран»,-сказал соавтор Эстебан Газель, доцент кафедры Земли и атмосферных наук в Корнелле. «Таким образом, для безопасности нашей страны и образа жизни, нам нужно вернуться к управлению этим ресурсом».

Чтобы удовлетворить ежегодные потребности в редкоземельных элементах, примерно 71,5 млн. Тонн (~ 78,8 млн. Тонн) в сырой руде потребуется для извлечения 10 000 килограммов (~ 22 000 фунтов) элементов.

Текущие методы зависят от растворения породы с горячей серной кислотой, а затем используют органические растворители для отделения очень похожих отдельных элементов друг от друга в растворе.

«Мы хотим найти способ сделать ошибку, которая выполняет эту работу лучше», - сказал Барстоу.

G. Oxydans известен тем, что создает кислоту, называемую Biolixiviant, которая растворяет породу; Бактерии используют кислоту для вытягивания фосфатов из редкоземельных элементов. Исследователи начали манипулировать генами G. oxydans, так что они более эффективно извлекают элементы.

Для этого исследователи использовали технологию, которую помог Барстоу, называемую нокаутом Судоку, которая позволила им отключить 2733 гена в геноме G. oxydans один за другим. Команда курировала мутантов, каждая из которых нокаутировала конкретный ген, чтобы они могли определить, какие гены играют роли в извлечении элементов из скала.

«Я невероятно оптимистичен», - сказала Газель. «У нас здесь есть процесс, который будет более эффективным, чем все, что было сделано раньше».

Алекса Шмитц, постдокторский исследователь в лаборатории Барстоу, является первым автором исследования, «Коллекция нокаутов Gluconobacter oxydans находит улучшенную извлечение редкоземельных элементов», опубликованная в Nature Communications.

---

Время сообщения: июль-04-2022