स्रोत: न्यूजसेन्टर

दुर्मिळ पृथ्वी घटक(रीस) आवडलेलॅन्थनमआणिनिओडीमियमसेल फोन आणि सौर पॅनल्सपासून उपग्रह आणि इलेक्ट्रिक वाहनांपर्यंत आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्सचे आवश्यक घटक आहेत. या जड धातू आपल्या सभोवतालच्या सर्व गोष्टी देखील आढळतात. परंतु मागणी वाढतच आहे आणि त्या कमी एकाग्रतेत उद्भवतात, आरईई काढण्याच्या पारंपारिक पद्धती अकार्यक्षम, पर्यावरणास प्रदूषित आणि कामगारांच्या आरोग्यासाठी हानिकारक असू शकतात.

आता, बायोइन्जिनियरिंग रिसोर्स (एम्बर) कार्यक्रम म्हणून डिफेन्स अ‍ॅडव्हान्स रिसर्च प्रोजेक्ट एजन्सी (डीएआरपीए) पर्यावरण सूक्ष्मजंतूंच्या निधीसह, सॅन डिएगो स्टेट युनिव्हर्सिटीचे संशोधक आरईईच्या घरगुती पुरवठ्यास चालना देण्याच्या उद्देशाने प्रगत माहिती पद्धती विकसित करीत आहेत.

जीवशास्त्रज्ञ आणि मुख्य अन्वेषक मरीना कल्याझ्नाया म्हणाले, “आम्ही पुनर्प्राप्तीसाठी नवीन प्रक्रिया विकसित करण्याचा प्रयत्न करीत आहोत जे पर्यावरणास अनुकूल आणि अधिक टिकाऊ आहे.

हे करण्यासाठी, संशोधक वातावरणापासून रीस पकडण्यासाठी अत्यंत परिस्थितीत राहणा me ्या मिथेन-सेवन करणार्‍या जीवाणूंच्या नैसर्गिक प्रवृत्तीवर टॅप करतील.

“त्यांच्या चयापचय मार्गांमध्ये एक मुख्य एंजाइमॅटिक प्रतिक्रिया देण्यासाठी त्यांना पृथ्वीवरील दुर्मिळ घटकांची आवश्यकता आहे,” कल्याझ्नाया म्हणाले.

रीसमध्ये नियतकालिक सारणीच्या अनेक लॅन्थेनाइड घटकांचा समावेश आहे. कॅलिफोर्निया विद्यापीठ, बर्कले आणि पॅसिफिक वायव्य नॅशनल लॅबोरेटरी (पीएनएनएल) च्या सहकार्याने एसडीएसयू संशोधकांनी जैविक प्रक्रियेचे उल्लंघन करण्याची योजना आखली आहे ज्यामुळे बॅक्टेरियांना वातावरणातून धातूंची कापणी करता येते. ही प्रक्रिया समजून घेतल्यास बायोकेमिस्ट जॉन लव्हच्या मते, विविध प्रकारच्या लॅन्थेनाइड्सशी उच्च विशिष्टतेसह बांधलेल्या सिंथेटिक डिझायनर प्रोटीनच्या निर्मितीस सूचित केले जाईल. पीएनएनएलची टीम एक्स्ट्राफिलिक आणि आरईई संचयित जीवाणूचे अनुवांशिक निर्धारक ओळखेल आणि नंतर त्यांचे आरईई अपटेक दर्शवेल.

त्यानंतर कार्यसंघ त्यांच्या पेशींच्या पृष्ठभागावर मेटल-बाइंडिंग प्रोटीन तयार करण्यासाठी जीवाणूंमध्ये सुधारणा करेल, असे लव्हने सांगितले.

रीस खाण टेलिंग्जमध्ये तुलनेने मुबलक आहेत, काही धातूंचे धातूंचे कचरा उत्पादने, जसे की अ‍ॅल्युमिनियम.

“खाण टेलिंग्ज हा कचरा आहे ज्यामध्ये अजूनही त्यात बरीच उपयुक्त सामग्री आहे,” कल्याझ्नाया म्हणाली.

आत आरईएस शुद्ध करण्यासाठी आणि एकत्रित करण्यासाठी, पाण्याचे आणि कुचलेल्या खडकांच्या या स्लरी सुधारित बॅक्टेरिया असलेल्या बायोफिल्टरद्वारे चालवल्या जातील, ज्यामुळे जीवाणूंच्या पृष्ठभागावरील डिझाइनर प्रथिने आरईईस निवडकपणे बांधू शकतात. त्यांच्या टेम्पलेट्स म्हणून काम करणार्‍या मिथेन-प्रेमळ बॅक्टेरियांप्रमाणेच, सुधारित जीवाणू पीएच, तापमान आणि खारटपणाचे टोक सहन करतात, खाण शेपटीत आढळतात.

बायोफिल्टरमध्ये वापरण्यासाठी सच्छिद्र, सॉर्बेंट मटेरियल बायोप्रिंट करण्यासाठी संशोधक उद्योग भागीदार पालो अल्टो रिसर्च सेंटर (पीएआरसी) या झेरॉक्स कंपनीसह सहकार्य करतील. हे बायोप्रिंटिंग तंत्रज्ञान कमी किमतीचे आणि स्केलेबल आहे आणि खनिज पुनर्प्राप्तीवर व्यापकपणे लागू केल्यास महत्त्वपूर्ण बचत होईल असा अंदाज आहे.

बायोफिल्टरची चाचणी आणि ऑप्टिमाइझ करण्याव्यतिरिक्त, पर्यावरण अभियंता क्रिस्टी डायक्ट्रा यांच्या म्हणण्यानुसार, बायोफिल्टरमधून शुद्ध लॅन्थेनाइड्स गोळा करण्यासाठी कार्यसंघाला देखील पद्धती विकसित कराव्या लागतील. पुनर्प्राप्ती प्रक्रियेची चाचणी आणि परिष्कृत करण्यासाठी संशोधकांनी फिनिक्स टेलिंग्ज या स्टार्टअप कंपनीबरोबर काम केले आहे.

कारण आरईईएस काढण्यासाठी व्यावसायिकदृष्ट्या व्यवहार्य परंतु पर्यावरणास अनुकूल प्रक्रिया विकसित करण्याचे उद्दीष्ट आहे, डायक्स्ट्रा आणि अनेक प्रकल्प भागीदार लॅन्थेनाइड्स पुनर्प्राप्त करण्यासाठी इतर तंत्रज्ञानाच्या तुलनेत सिस्टमच्या किंमतींचे विश्लेषण करतील, परंतु पर्यावरणीय परिणाम देखील.

“आम्ही असा अंदाज करतो की सध्या वापरल्या जाणार्‍या तुलनेत पर्यावरणास आणि कमी उर्जा खर्चाचे बरेच फायदे असतील.” “यासारखी प्रणाली कमी उर्जा इनपुटसह एक निष्क्रिय बायोफिल्ट्रेशन सिस्टमची अधिक असेल. आणि मग, सैद्धांतिकदृष्ट्या, खरोखर पर्यावरणास हानिकारक सॉल्व्हेंट्स आणि त्यासारख्या गोष्टींचा कमी वापर. बर्‍याच सध्याच्या प्रक्रिया खरोखर कठोर आणि पर्यावरणीयदृष्ट्या अनुकूल सॉल्व्हेंट्सचा वापर करतील. ”

डायक्ट्रा हे देखील नमूद करतात की बॅक्टेरिया स्वत: ची प्रतिकृती बनवतात, मायक्रोब-आधारित तंत्रज्ञान स्वत: ची नूतनीकरण करीत आहेत, “जर आपण एखादी रासायनिक पद्धत वापरली तर आपल्याला सतत जास्तीत जास्त रसायन निर्माण करावे लागेल.”

“जरी याची थोडीशी किंमत मोजावी लागेल, परंतु यामुळे पर्यावरणाला हानी पोहोचणार नाही, तर याचा अर्थ होईल,” असे कल्याझ्नाया म्हणाले.

डीएआरपीए-अनुदानीत प्रकल्पाचे उद्दीष्ट चार वर्षांत बायो-चालित री-रिकव्हरी तंत्रज्ञानाचा पुरावा-संकल्पना प्रदान करणे हे आहे, जे कल्याझ्नाया यांनी सांगितले की एक रणनीतिक दृष्टी आणि क्रॉस-शिस्तीचा दृष्टीकोन आवश्यक आहे.

तिने जोडले की हा प्रकल्प एसडीएसयू पदवीधर विद्यार्थ्यांना बहु -अनुशासनात्मक संशोधनात भाग घेण्याची संधी प्रदान करेल आणि “पायलट प्रात्यक्षिकेपर्यंतच्या सर्व मार्गांमधून संकल्पना कशा वाढू शकतात हे पाहतील.”

---

पोस्ट वेळ: एप्रिल -17-2023