Šaltinis: „NewsCenter“

Retos žemės elementai(Rees) patinkaLanthanumirneodimisyra pagrindiniai šiuolaikinės elektronikos komponentai, pradedant mobiliaisiais telefonais ir saulės baterijomis, baigiant palydovais ir elektrinėmis transporto priemonėmis. Šie sunkieji metalai yra aplink mus, nors ir mažais kiekiais. Tačiau paklausa ir toliau didėja ir todėl, kad jie atsiranda esant tokioms mažoms koncentracijoms, tradiciniai Rees išgavimo metodai gali būti neveiksmingi, ekologiškai teršiantys ir kenkia darbuotojų sveikatai.

Dabar, finansuodami „Gynybos pažangių tyrimų projektų agentūros“ (DARPA) aplinkos mikrobų, kaip bioinžinerijos išteklių (EMBER) programą, finansavimas, San Diego valstijos universiteto tyrėjai kuria pažangiųjų gavybos metodus, siekdami padidinti vidaus REE tiekimą.

„Mes stengiamės sukurti naują atkūrimo procedūrą, kuri yra ekologiška ir tvaresnė“, - sakė biologas ir pagrindinis tyrėjas Marina Kalyuzhnaya.

Norėdami tai padaryti, tyrėjai pasinaudos natūraliu metanu vartojančių bakterijų, gyvenančių ekstremaliomis sąlygomis, polinkį, kad užfiksuotų Rees iš aplinkos.

„Jie reikalauja retų žemės elementų, kad būtų padaryta viena iš pagrindinių fermentinių reakcijų jų metabolizmo keliuose“, - sakė Kalyuzhnaya.

Rees apima daugybę periodinės lentelės lantanido elementų. Bendradarbiaudami su Kalifornijos universitete, Berkeley ir Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionaline laboratorija (PNNL), SDSU tyrėjai planuoja pakeisti biologinius procesus, leidžiančius bakterijoms nuimti metalus iš aplinkos. Pasak biochemiko Johno Love'o, supratimas apie šį procesą bus informuotas apie sintetinių dizainerių baltymų, turinčių didelį specifiškumą su skirtingų tipų lantanidais, sukūrimą. PNNL komanda nustatys ekstremofilinių ir REE kaupiančių bakterijų genetinius veiksnius, o po to apibūdins jų ReE įsisavinimą.

Tada komanda modifikuos bakterijas, kad gautų metalą surišančius baltymus jų ląstelių paviršiuje, sakė meilė.

Rees yra gana gausu kasyklų uodegoje, kai kurių metalo rūdų, tokių kaip aliuminis, atliekos.

„Kasyklų uodegos iš tikrųjų yra atliekos, kuriose vis dar yra daug naudingų medžiagų“, - sakė Kalyuzhnaya.

Norint išvalyti ir surinkti REE viduje, šie vandens ir susmulkintų uolienų srutai bus vykdomi per biofiltrą, kuriame yra modifikuotos bakterijos, leidžiančios dizainerio baltymams, esantiems bakterijų paviršiuje, selektyviai jungiasi prie REE. Kaip ir metaną mėgstančios bakterijos, kurios tarnavo kaip jų šablonai, patobulintos bakterijos toleruos pH, temperatūros ir druskingumo kraštutinumus, sąlygas, esančias minų uodegose.

Tyrėjai bendradarbiaus su pramonės partneriu „Palo Alto Research Center“ (PARC), „Xerox“ kompanija, norėdami biologiškai naudoti porėtą, sorbentinę medžiagą, skirtą naudoti biofiltre. Ši biologinio spausdinimo technologija yra nebrangi ir keičiama, todėl numatoma, kad, kai jie plačiai naudojasi mineralų atkūrimu, bus sutaupyta.

Pasak aplinkos inžinieriaus Christy Dykstros, komanda ne tik bando ir optimizuoja biofiltrą, bet ir turės sukurti ir paties biofiltro išgrynintų lantanidų rinkimo metodus. Tyrėjai subūrė komandą su startuolių įmone „Phoenix“ uodegomis, kad patikrintų ir patobulintų atkūrimo procesą.

Kadangi tikslas yra sukurti komerciškai perspektyvų, bet ekologišką Rees išgavimo procesą, „Dykstra“ ir keli projekto partneriai išanalizuos sistemos sąnaudas, palyginti su kitomis lantanidų atkūrimo technologijomis, taip pat ir poveikiu aplinkai.

„Mes tikimės, kad tai turės daug naudos aplinkai ir mažesnės energijos sąnaudos, palyginti su tuo, kas šiuo metu naudojama“, - sakė Dykstra. „Tokia sistema būtų labiau pasyvi biofiltravimo sistema, turinti mažiau energijos. Ir tada teoriškai mažiau naudojamas tikrai ekologiškai kenksmingi tirpikliai ir panašūs dalykai. Daugelyje dabartinių procesų bus naudojami tikrai atšiaurūs ir neaplinkos mokiniai tirpikliai. “

„Dykstra“ taip pat pažymi, kad nuo tada, kai bakterijos atkartoja, mikrobų pagrindu sukurtos technologijos savaime atsinaujina, „tuo tarpu, jei mes naudotume cheminį metodą, turėtume nuolat gaminti vis daugiau cheminių medžiagų“.

„Net jei tai kainuos šiek tiek daugiau, tačiau tai nepakenkia aplinkai, tai būtų prasminga“, - sakė A. Kalyuzhnaya.

„DARPA“ finansuojamo projekto tikslas yra pateikti per ketverius metus biologiškai pagrįstos „Ree-Recovery“ technologijos, kuri, pasak Kalyuzhnaya, turi pateikti strateginę viziją ir tarpdisciplininę perspektyvą.

Ji pridūrė, kad projektas suteiks SDSU magistrantams galimybę dalyvauti daugiadalykiuose tyrimuose „ir pažiūrėti, kaip koncepcijos gali augti nuo tik idėjų iki pilotų demonstracijos“.

---

Pašto laikas: 2012 m. Balandžio 17 d