წყარო: NewsCenter

იშვიათი დედამიწის ელემენტები(რიზი) მოსწონსlanthanumდანეოდიუმითანამედროვე ელექტრონიკის აუცილებელი კომპონენტებია, მობილური ტელეფონებიდან და მზის პანელებიდან დაწყებული თანამგზავრებითა და ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებებით. ეს მძიმე ლითონები გვხვდება ჩვენს გარშემო, თუმც მცირე რაოდენობით. მაგრამ მოთხოვნა კვლავ იზრდება და იმის გამო, რომ ისინი გვხვდება ასეთ დაბალ კონცენტრაციებში, REE– ს მოპოვების ტრადიციული მეთოდები შეიძლება იყოს არაეფექტური, ეკოლოგიურად დამაბინძურებელი და მუშაკთა ჯანმრთელობისთვის საზიანო.

ახლა, თავდაცვის მოწინავე კვლევითი პროექტების სააგენტოს (DARPA) გარემოსდაცვითი მიკრობების დაფინანსებით, როგორც ბიოინჟინერიის რესურსის (EMBER) პროგრამა, სან დიეგოს სახელმწიფო უნივერსიტეტის მკვლევარებმა შეიმუშავეს მოპოვების მოწინავე მეთოდები, როსის შიდა მიწოდების გაძლიერების მიზნით.

”ჩვენ ვცდილობთ შეიმუშაოს გამოჯანმრთელების ახალი პროცედურა, რომელიც ეკოლოგიურად და უფრო მდგრადია”, - თქვა ბიოლოგმა და მთავარმა გამომძიებელმა მარინა კალიუზნაიამ.

ამისათვის მკვლევარებმა შეიტანონ მეთანის შრომატევადი ბაქტერიების ბუნებრივი მიდრეკილება ექსტრემალურ პირობებში, როსის გარემოდან მოსაპოვებლად.

”ისინი დედამიწის იშვიათ ელემენტებს სჭირდებათ, რომ გააკეთონ ერთ -ერთი მთავარი ფერმენტული რეაქცია მათ მეტაბოლურ გზებში”, - თქვა კალიუზნაიამ.

რიზში შედის პერიოდული ცხრილის მრავალი ლანტანიდის ელემენტი. კალიფორნიის უნივერსიტეტთან, ბერკლისა და წყნარი ოკეანეის ჩრდილო -დასავლეთის ეროვნულ ლაბორატორიასთან (PNNL) თანამშრომლობით, SDSU მკვლევარები გეგმავენ ინჟინრის გადახედვას ბიოლოგიურ პროცესებს, რომლებიც ბაქტერიებს საშუალებას აძლევს ლითონების მოსავლის აღებას გარემოსგან. ამ პროცესის გაცნობიერება აცნობებს სინთეზური დიზაინერის ცილების შექმნას, რომლებიც უკავშირდება მაღალი სპეციფიკას სხვადასხვა ტიპის ლანცანიდების, ბიოქიმიკოსი ჯონ ლევის თქმით. PNNL- ის გუნდი გამოავლენს ბაქტერიების დაგროვილი ექსტრემოფილური და REE- ის დაგროვების გენეტიკურ განმსაზღვრელებს, შემდეგ კი ახასიათებს მათი REE- ს მიღებას.

შემდეგ გუნდი შეცვლის ბაქტერიებს, რათა წარმოქმნას ლითონის დამაკავშირებელი ცილები მათი უჯრედების ზედაპირზე, თქვა სიყვარულმა.

Rees შედარებით უხვი არის მაღაროს კუდებში, ზოგიერთი ლითონის საბადოების ნარჩენების პროდუქტები, მაგალითად, ალუმინი.

”მაღაროს კუდები ფაქტობრივად ნარჩენებია, რომელსაც მასში ჯერ კიდევ ბევრი სასარგებლო მასალა აქვს”, - თქვა კალიუზნაიამ.

REE– ების გასასუფთავებლად და შეგროვების მიზნით, წყლის და დამსხვრეული ქანების ამ ნაგავსაყრელებმა გადის ბიოფილტერი, რომელიც შეიცავს შეცვლილ ბაქტერიებს, რაც საშუალებას აძლევს დიზაინერულ ცილებს ბაქტერიების ზედაპირზე, შერჩევით დააკავშირონ Rees. მეთანის მოსიყვარულე ბაქტერიების მსგავსად, რომლებიც მათ შაბლონებს ასრულებდნენ, გაუმჯობესებული ბაქტერიები მოითმენს pH- ს, ტემპერატურისა და მარილიანობის უკიდურესობას, მაღაროს კუდებში ნაპოვნი პირობებს.

მკვლევარები ითანამშრომლებენ ინდუსტრიის პარტნიორთან, Palo Alto Research Center (PARC), Xerox Company– სთან, ბიოფილტერში გამოსაყენებლად ფოროვანი, სორბენტული მასალის ბიოპრინტისთვის. ბიოპრინტირების ეს ტექნოლოგია არის დაბალი ფასი და მასშტაბური და სავარაუდოდ, გამოიწვევს მნიშვნელოვან დანაზოგს, როდესაც ფართოდ ვრცელდება მინერალების აღდგენაზე.

ბიოფილტერის ტესტირებისა და ოპტიმიზაციის გარდა, გუნდს ასევე მოუწევს შეიმუშაოს მეთოდები ბიოფილტერიდან გაწმენდილი ლანთანიდების შეგროვების მიზნით, შესაბამისად, გარემოსდაცვითი ინჟინერი კრის დიკსტრას თქმით. მკვლევარებმა შეუერთდნენ დამწყებ კომპანიას, Phoenix Tailings– ს, შეამოწმონ და დახვეწონ აღდგენის პროცესი.

იმის გამო, რომ მიზანია შეიმუშაოს კომერციულად სიცოცხლისუნარიანი, მაგრამ ეკოლოგიურად კეთილგანწყობილი პროცესი Rees, Dykstra და პროექტის რამდენიმე პარტნიორი გაანალიზებს სისტემის ხარჯებს, შედარებით სხვა ტექნოლოგიებთან შედარებით ლანცანიდების გამოჯანმრთელებისთვის, მაგრამ ასევე გარემოზე ზემოქმედება.

”ჩვენ ველოდებით, რომ მას ექნება ბევრი სარგებელი ეკოლოგიურად და ენერგეტიკული ხარჯები უფრო დაბალი, ვიდრე ამჟამად გამოიყენება”, - თქვა დიკსტრამ. ”მსგავსი სისტემა უფრო პასიური ბიოფილტრაციის სისტემა იქნება, ნაკლები ენერგიის შეყვანა. და შემდეგ, თეორიულად, ნაკლებად გამოყენება ეკოლოგიურად მავნე გამხსნელებისა და მსგავსი რამ. ბევრი მიმდინარე პროცესი გამოიყენებს მართლაც მკაცრ და არა გარემოზე მეგობრულ გამხსნელებს. ”

Dykstra ასევე აღნიშნავს, რომ მას შემდეგ, რაც ბაქტერიები თავად იმეორებენ, მიკრობებზე დაფუძნებული ტექნოლოგიები თვითგანახლდება, ”მიუხედავად იმისა, რომ თუ ჩვენ ქიმიური მეთოდით გამოვიყენებთ, ჩვენ მუდმივად უნდა გამოვიყენოთ უფრო და უფრო ქიმიური.”

”მაშინაც კი, თუ ეს ცოტათი მეტი ეღირება, მაგრამ ეს არ ზიანს აყენებს გარემოზე, ეს აზრი იქნება”, - თქვა კალიუზნაიამ.

DARPA- ს მიერ დაფინანსებული პროექტის მიზანია ოთხი წლის განმავლობაში ბიო-ორიენტირებული REE- ის ამოღების ტექნოლოგიის მტკიცებულების კონცეფცია, რომელიც კალიუჟნიაამ თქვა, რომ მოითხოვს სტრატეგიული ხედვა და ჯვარედინი დისციპლინური პერსპექტივა.

მან დასძინა, რომ პროექტი SDSU- ს კურსდამთავრებულებს საშუალებას მისცემს მონაწილეობა მიიღონ მულტიდისციპლინარულ კვლევაში ”და დაინახონ, თუ როგორ შეიძლება კონცეფციები გაიზარდოს მხოლოდ იდეებისგან, პილოტის დემონსტრაციამდე.”

---

პოსტის დრო: აპრილი -17-2023