Крыніца: NewsCenter

Элементы рэдкай зямлі(Рыс) падабаеццалантанінеадымаз'яўляюцца асноўнымі кампанентамі сучаснай электронікі: ад сотавых тэлефонаў і сонечных батарэй да спадарожнікаў і электрамабіляў. Гэтыя цяжкія металы сустракаюцца вакол нас, хаця і ў малюсенькіх колькасцях. Але попыт працягвае расці, і таму, што яны ўзнікаюць у такіх нізкіх канцэнтрацыях, традыцыйныя метады здабывання Рыса могуць быць неэфектыўнымі, навакольным забруджваннем і шкоды для здароўя работнікаў.

Зараз, пры фінансаванні Агенцтва па ахове навуковых праектаў (DARPA) (DARPA), у якасці праграмы біяінжынерыі (EMBER), даследчыкі дзяржаўнага універсітэта Сан -Дыега распрацоўваюць перадавыя метады здабычы з мэтай павышэння ўнутранай пастаўкі REES.

"Мы спрабуем распрацаваць новую працэдуру выздараўлення, якая з'яўляецца экалагічна чыстым і больш устойлівым", - сказала біёлаг і галоўны следчы Марына Калюхнайя.

Для гэтага даследчыкі ўключаць у сябе прыродную схільнасць бактэрый, якія займаюцца метанам, якія жывуць у экстрэмальных умовах, каб захапіць Рыса з навакольнага асяроддзя.

"Яны патрабуюць рэдкіх Зямлі элементаў, каб зрабіць адну з ключавых ферментатыўных рэакцый у сваіх метабалічных шляхах", - сказала Каляхнай.

Рыс ўключае ў сябе мноства элементаў лантаніду перыядычнай табліцы. У супрацоўніцтве з Каліфарнійскім універсітэтам, Берклі і Ціхаакіянскім паўночна -заходняй нацыянальнай лабараторыяй (PNNL), даследчыкі SDSU плануюць адмяніць біялагічныя працэсы, якія дазваляюць бактэрыям збіраць металы з навакольнага асяроддзя. Разуменне гэтага працэсу паведаміць пра стварэнне сінтэтычных дызайнерскіх бялкоў, якія звязваюцца з высокай спецыфічнасцю з рознымі тыпамі лантанідаў, па словах біяхіміка Джона Лаў. Каманда PNNL вызначыць генетычныя дэтэрмінанты экстрэмафільных і рэек, якія назапашваюць бактэрыі, а потым характарызуюць іх паглынанне REE.

Затым каманда будзе змяняць бактэрыі, каб вырабляць металічныя бялкі на паверхні сваіх клетак, сказаў каханне.

Рыс адносна багаты ў шахтных хвастах, адходах некаторых металічных руд, такіх як алюміній.

"Мае хвасты - гэта на самай справе адходы, якія да гэтага часу маюць шмат карысных матэрыялаў", - сказаў Каляохнея.

Каб ачысціць і збіраць REES унутры, гэтыя завісы вады і здробненых парод будуць праходзіць праз біяфільтэр, які змяшчае мадыфікаваныя бактэрыі, што дазваляе дызайнерскім бялком на паверхні бактэрый выбарачна звязваецца з REES. Як і бактэрыі, якія любяць метан, якія служылі іх шаблонамі, палепшаныя бактэрыі будуць пераносіць крайнасці рН, тэмпературы і салёнасці, умовы, якія знаходзяцца ў хвастах шахты.

Даследчыкі будуць супрацоўнічаць з галіновым партнёрам, навукова -даследчым цэнтрам Palo Alto (PARC), кампаніяй Xerox, для Bioprint порыстым, сарбентным матэрыялам для выкарыстання ў біяфільтры. Гэтая тэхналогія біяпрыняцця з'яўляецца недарагім і маштабаваным і, як мяркуецца, прывядзе да значнай эканоміі пры ўжыванні шырока да аднаўлення мінералаў.

У дадатак да тэставання і аптымізацыі біяфільтра, каманда таксама павінна распрацаваць метады збору вычышчаных лантанідаў з самога біяфільтра, лічыць інжынер па навакольным асяроддзі Крысці Дыкстра. Даследчыкі аб'ядналіся з стартап -кампаніяй Phoenix Tailings, каб праверыць і ўдакладніць працэс аднаўлення.

Паколькі мэта складаецца ў тым, каб распрацаваць камерцыйна жыццяздольны, але экалагічна чысты працэс для здабывання REES, Dykstra і некалькіх партнёраў па праекце будзе аналізаваць выдаткі на сістэму ў параўнанні з іншымі тэхналогіямі для аднаўлення лантанідаў, але і ўздзеяння на навакольнае асяроддзе.

"Мы мяркуем, што гэта будзе мець шмат пераваг у экалагічных і меншых выдатках на энергію ў параўнанні з тым, што выкарыстоўваецца ў цяперашні час", - сказаў Дыкстра. "Такая сістэма будзе больш пасіўнай сістэмай біяфільтрацыі з меншымі ўводамі энергіі. А потым, тэарэтычна, менш выкарыстання сапраўды экалагічна шкодных растваральнікаў і падобных рэчаў. У многіх бягучых працэсах будзе выкарыстоўвацца сапраўды жорсткія і неэкалагічна прыязныя растваральнікі ".

Dykstra таксама адзначае, што, паколькі бактэрыі паўтараюць сябе, тэхналогіі на аснове мікробаў самастойна пераадольваюць, "калі мы выкарыстоўваем хімічны метад, нам давядзецца пастаянна вырабляць усё больш і больш хімічных".

"Нават калі гэта будзе каштаваць крыху даражэй, але гэта не шкодзіць навакольнаму асяроддзю, гэта мела б сэнс", - сказала Каляхнай.

Мэтай праекта, які фінансуецца DARPA, з'яўляецца прадастаўленне доказаў канцэпцыі біялагічнай тэхналогіі REE-Recovery за чатыры гады, якія, паводле слоў Каляхнай, спатрэбіцца стратэгічнае бачанне і міждысцыплінарны прагноз.

Яна дадала, што праект прадаставіць аспірантам SDSU магчымасць удзельнічаць у міждысцыплінарных даследаваннях "і паглядзець, як канцэпцыі могуць вырасці ад простай ідэй да пілотнай дэманстрацыі".

---

Час паведамлення: 17 красавіка-2023