Извор: NewsCenter

Ретки елементи на земјата(Рис) какоЛантанумиНеодимиумсе основни компоненти на модерната електроника, од мобилни телефони и соларни панели до сателити и електрични возила. Овие тешки метали се случуваат насекаде околу нас, иако во мали количини. Но, побарувачката продолжува да расте и затоа што тие се јавуваат во толку ниски концентрации, традиционалните методи за вадење на РЕЕ можат да бидат неефикасни, еколошки загадувачки и штетни за здравјето на работниците.

Сега, со финансирање од Агенцијата за напредни истражувачки проекти за одбрана (DARPA) микроби за животна средина како програма за биоинженеринг ресурс (EMBER), истражувачите на државниот универзитет во Сан Диего развиваат напредни методи за екстракција со цел зајакнување на домашното снабдување со РЕЕ.

„Ние се обидуваме да развиеме нова постапка за закрепнување што е еколошки и поодржливо“, рече биологот и главниот иследник Марина Калиуњоја.

За да го направите ова, истражувачите ќе влезат во природната склоност на бактериите што трошат метан кои живеат во екстремни услови за да го фатат Рис од околината.

„Тие бараат ретки елементи на Земјата за да направат една од клучните ензимски реакции во нивните метаболички патеки“, рече Калиуњоја.

РЕЕ ги вклучуваат многуте елементи на лантанид од периодичната табела. Во соработка со Универзитетот во Калифорнија, Националната лабораторија Беркли и Пацифик Северозападниот дел (ПННЛ), истражувачите на СДСУ планираат да ги решат инженерите на биолошките процеси што им овозможуваат на бактериите да ги соберат металите од околината. Разбирањето на овој процес ќе го информира создавањето на синтетички дизајнерски протеини кои се врзуваат со голема специфичност со различни типови лантаниди, според биохемичарот Johnон Лав. Тимот на PNNL ќе ги идентификува генетските детерминанти на екстремофилните и REE акумулираат бактерии, а потоа ќе го карактеризираат нивното внесување на REE.

Тимот потоа ќе ги модифицира бактериите за производство на метални протеини што ги врзуваат на површината на нивните клетки, рече убовта.

РЕЕ се релативно изобилство во рудникот, отпадни производи на некои метални руди, како што е алуминиум.

„Мојчињата од рудникот се всушност отпад што сè уште има многу корисни материјали во него“, рече Калиуњоја.

За да се прочисти и собере Рис во рамките, овие кашеста вода и мелени карпи ќе се извршуваат преку биофилтер што ги содржи модифицираните бактерии, дозволувајќи им на дизајнерските протеини на површината на бактериите селективно да се врзуваат за РЕЕ. Како и бактериите што сакаат метан кои служеа како нивни шаблони, подобрените бактерии ќе толерираат екстреми на pH, температура и соленост, услови што се наоѓаат во пределите на рудникот.

Истражувачите ќе соработуваат со партнерот во индустријата, Центарот за истражување на Пало Алто (ПАРЦ), компанија Ксерокс, за да се биопринт порозен, сорбентен материјал за употреба во биофилтерот. Оваа технологија за биопринг е ниска цена и скалабилна и се предвидува да резултира во значителна заштеда кога се применува широко за обновување на минерали.

Покрај тестирањето и оптимизирање на биофилтерот, тимот исто така ќе мора да развие методи за собирање на прочистените лантаниди од самиот биофилтер, според инженерот за животна средина Кристи Дикстра. Истражувачите се здружија со почетна компанија, Феникс, за да го тестираат и рафинираат процесот на закрепнување.

Бидејќи целта е да се развие комерцијално одржлив, но еколошки процес за вадење на Рис, Дикстра и неколку од партнерите на проектот ќе ги анализираат трошоците на системот во споредба со другите технологии за враќање на лантанидите, но и влијанието врз животната средина.

„Очекуваме дека ќе има многу придобивки од еколошки и пониски трошоци за енергија во споредба со она што во моментот се користи“, рече Дикстра. „Систем како овој би бил повеќе пасивен систем за биофилтрација, со помалку енергетски влезови. И тогаш, теоретски, помалку употреба на навистина еколошки штетни растворувачи и слично. Голем број тековни процеси ќе користат навистина груби и не-еколошки растворувачи. “

Дикстра исто така забележува дека со оглед на тоа што бактериите се реплицираат, технологиите базирани на микроби се само-обновуваат, „додека ако користиме хемиски метод, ќе мора да произведуваме повеќе и повеќе хемиски“.

„Дури и ако тоа ќе чини малку повеќе, но тоа не му штети на околината, тоа би имало смисла“, рече Калиуњњаја.

Целта на проектот финансиран од DARPA е да обезбеди доказ за концептот на био-управуваната технологија за обновување REE за четири години, за која Калиуњоја рече дека ќе бара стратешка визија и меѓу-дисциплинарен изглед.

Таа додаде дека проектот ќе им овозможи на дипломираните студенти на СДСУ да учествуваат во мултидисциплинарни истражувања „и да видат како концептите можат да растат од само идеи сè до пилот -демонстрациите“.

---

Време на објавување: април-17-2023 година