Izvor: NewCenter

Rijetki zemljani elementi(Rees) kaoLanthanumineodimijumsu bitne komponente moderne elektronike, od mobitela i solarnih panela do satelita i električnih vozila. Ovi teški metali javljaju se svuda oko nas, iako u sitnim količinama. Ali potražnja i dalje raste i zato što se pojavljuju u tako niskim koncentracijama, tradicionalne metode izdvajanja kamata mogu biti neefikasno, ekološki zagađujuće i štetno za zdravlje radnika.

Sad, sa finansiranjem agencije za napredne istraživačke projekte (Darpa) Mikrobe u ekološci kao bioinžinerijski resurs (ember), istraživači San Diego Državni univerzitet razvijaju napredne metode ekstrakcije s ciljem povećanja domaće ponude za narudžbu.

"Pokušavamo razviti novi postupak za oporavak koji je ekološki prihvatljiv i održiviji", rekao je biolog i glavni istražitelj Marina Kalyuzhnaya.

Da biste to učinili, istraživači će uvući prirodnu sklonost bakterijama koji konzumiraju metana koji žive u ekstremnim uvjetima za snimanje trzaja iz okoliša.

"Oni zahtijevaju rijetke zemlje zemlje kako bi se napravili jednu od ključnih enzimskih reakcija na svojim metaboličkim putevima", rekao je Kalyuzhnaya.

Rees uključuju mnoge lanthanidne elemente periodične tablice. U suradnji sa Univerzitetom u Kaliforniji, Berkeley i Pacific Severozapadno nacionalnoj laboratoriji (PNNL), SDSU istraživači planiraju obrnuti inženjer bioloških procesa koji omogućavaju bakterijama da berbe metale iz okruženja. Razumijevanje ovog procesa će obavijestiti stvaranje sintetičkih dizajnerskog proteina koji se vežu sa visokom specifičnošću za različite vrste lantoniji, navodi biohemičar John Love. PnnL-ov tim će identificirati genetske odrednice ekstrefilnog i prepuštanja bakterijama, a zatim karakterizirati njihov pretres.

Tim će tada modificirati bakterije za proizvodnju proteina koji obvezuju metal na površini svojih ćelija, rekao je ljubav.

Rees su relativno obilni u minskim repama, otpadnim proizvodima nekih metalnih ruda, poput aluminija.

"Minsko jalo su zapravo otpad koji još uvijek ima puno korisnih materijala u njemu", rekao je Kalyuzhnaya.

Za pročišćavanje i prikupljanje stopa u okviru te murljive stijene i zdrobljenih stijena bit će provedene kroz biofilter koji sadrži modificirane bakterije, omogućujući dizajnerskim proteinima na površini bakterija da se selektivno veže za The Rees. Kao i bakterije koje vole metan koji su služili kao njihovi predlošci, poboljšane bakterije će tolerirati krajnosti pH, temperaturu i slanosti, uvjeti koje se nalaze u minskim repama.

Istraživači će sarađivati ​​s industrijskim partnerom, PALO Alto Research Center (Parc), Xerox kompanijom, do bioPrint poroznog, sorbentnog materijala za upotrebu u biofilteru. Ova bioPrintirana tehnologija je niska i skalabilna i projicirana je da rezultira značajnim uštedama kada se primjenjuje široko na oporavak minerala.

Pored testiranja i optimizacije biofiltera, tim će također morati razviti metode za prikupljanje pročišćenih lanthanida iz samog biofiltera, prema inženjeru zaštite okoliša Christy Dykstra. Istraživači su udružili sa startup kompanijom, Phoenix repovima, za testiranje i pročišćavanje procesa oporavka.

Budući da je cilj razviti komercijalno održiv, ali ekološki prihvatljiv proces za izvlačenjem Reesa, Dykstra i nekoliko projektnih partnera analizirat će troškove sistema u usporedbi s drugim tehnologijama za oporavak lantonosti, ali i utjecaj na okoliš.

"Predviđamo da bi imalo puno koristi ekološki i niže troškove energije u odnosu na ono što se trenutno koristi", rekao je Dykstra. "Takav sistem bi bio više pasivni sistem biofiltracije, sa manje energetskih ulaza. A onda teoretski, manje upotrebe stvarno štetnih otapala i takvih stvari. Puno tekućih procesa koristit će stvarno oštre i ne-okolišne otapale. "

Dykstra također napominje da se bakterija repliciraju, tehnologije zasnovane na mikrobama samo se obnavljaju ", dok bismo ako bismo koristili hemijsku metodu, morali bismo neprestano proizvesti sve više i više hemijskih."

"Čak i ako će to koštati nešto više, ali ne šteti okolišu, to bi imalo smisla", rekao je Kalyuzhnaya.

Cilj projekta Darpa je pružanje dokaz o konceptu bio-pogođenog tehnologije za oporavak u četiri godine, koji je Kalyuzhnaya rekao da će zahtijevati stratešku viziju i unakrsne nadgledanje.

Dodala je da će projekt pružiti studente SDSU-a sa mogućnošću sudjelovanja u multidisciplinarnom istraživanju "i vidjeti kako pojmovi mogu rasti od samo ideja skroz do pilota."

---

Pošta: Apr-17-2023