sors: ċentru tal-aħbarijiet

Elementi rari tad-dinja(REEs) simililantanuuneodimjuhuma komponenti essenzjali tal-elettronika moderna, minn mowbajls u pannelli solari sa satelliti u vetturi elettriċi.Dawn il-metalli tqal iseħħu madwarna, għalkemm fi kwantitajiet żgħar.Iżda d-domanda qed tkompli tiżdied u minħabba li jseħħu f'konċentrazzjonijiet daqshekk baxxi, metodi tradizzjonali ta 'estrazzjoni ta' REEs jistgħu jkunu ineffiċjenti, li jniġġsu l-ambjent, u ta 'detriment għas-saħħa tal-ħaddiema.

Issa, b'finanzjament mid-Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) Environmental Microbes as a BioEngineering Resource (EMBER), ir-riċerkaturi tal-Università tal-Istat ta 'San Diego qed jiżviluppaw metodi ta' estrazzjoni avvanzati bil-għan li jagħtu spinta lill-provvista domestika ta 'REEs.

"Qed nippruvaw niżviluppaw proċedura ġdida għall-irkupru li hija favur l-ambjent u aktar sostenibbli," qalet il-bijoloġista u investigatur prinċipali Marina Kalyuzhnaya.

Biex jagħmlu dan, ir-riċerkaturi se jisfruttaw il-propensità naturali tal-batterji li jikkunsmaw il-metan li jgħixu f'kundizzjonijiet estremi biex jaqbdu REEs mill-ambjent.

"Huma jeħtieġu elementi rari tad-dinja biex jagħmlu waħda mir-reazzjonijiet enżimatiċi ewlenin fil-mogħdijiet metaboliċi tagħhom," qal Kalyuzhnaya.

REEs jinkludu l-ħafna elementi lantanid tat-tabella perjodika.B'kollaborazzjoni mal-Laboratorju Nazzjonali tal-Università ta 'Kalifornja, Berkeley u tal-Majjistral tal-Paċifiku (PNNL), ir-riċerkaturi tal-SDSU jippjanaw li jagħmlu inġinerija inversa tal-proċessi bijoloġiċi li jippermettu lill-batterji jaħsdu l-metalli mill-ambjent.Il-fehim ta 'dan il-proċess se jinforma l-ħolqien ta' proteini disinjaturi sintetiċi li jorbtu b'ispeċifiċità għolja ma 'tipi differenti ta' lantanidi, skond il-bijokimiku John Love.It-tim tal-PNNL se jidentifika d-determinanti ġenetiċi tal-batterji estremophilic u li jakkumulaw REE, u mbagħad jikkaratterizzaw l-assorbiment tagħhom REE.

It-tim imbagħad jimmodifika l-batterji biex jipproduċi l-proteini li jorbtu l-metall fuq il-wiċċ taċ-ċelloli tagħhom, qalet Love.

REEs huma relattivament abbundanti fit-tailings tal-mini, il-prodotti tal-iskart ta 'xi minerali tal-metall, bħall-aluminju.

"Id-denb tal-mini fil-fatt huwa skart li għad għandu ħafna materjali utli fih," qal Kalyuzhnaya.

Biex tippurifika u tiġbor ir-REEs ġewwa, dawn id-demel likwidu ta 'ilma u blat imfarrak se jitmexxew permezz ta' bijofiltru li jkun fih il-batterji modifikati, li jippermetti li l-proteini disinjaturi fuq il-wiċċ tal-batterji jorbtu b'mod selettiv mar-REEs.Bħall-batterji li jħobbu l-metanu li servew bħala l-mudelli tagħhom, il-batterji mtejba se jittolleraw estremi ta 'pH, temperatura u salinità, kundizzjonijiet misjuba fit-tailings tal-minjieri.

Ir-riċerkaturi se jikkollaboraw ma 'sieħeb fl-industrija, iċ-Ċentru ta' Riċerka ta 'Palo Alto (PARC), kumpanija Xerox, biex tipprintja materjal poruż u sorbent għall-użu fil-bijofiltru.Din it-teknoloġija tal-bijostampar hija bi prezz baxx u skalabbli u hija pproġettata li tirriżulta fi ffrankar sinifikanti meta tiġi applikata b'mod wiesa 'għall-irkupru tal-minerali.

Minbarra l-ittestjar u l-ottimizzazzjoni tal-bijofiltru, it-tim ikollu wkoll jiżviluppa metodi għall-ġbir tal-lantanidi purifikati mill-bijofiltru innifsu, skont l-inġinier ambjentali Christy Dykstra.Ir-riċerkaturi ingħaqdu ma 'kumpanija tal-istartjar, Phoenix Tailings, biex jittestjaw u jirfinaw il-proċess ta' rkupru.

Minħabba li l-għan huwa li jiġi żviluppat proċess kummerċjalment vijabbli iżda li ma jagħmilx ħsara lill-ambjent għall-estrazzjoni ta 'REEs, Dykstra u bosta mill-imsieħba tal-proġett se janalizzaw l-ispejjeż tas-sistema meta mqabbla ma' teknoloġiji oħra għall-irkupru tal-lantanidi, iżda wkoll l-impatt ambjentali.

"Aħna nantiċipaw li jkollha ħafna benefiċċji ambjentalment u inqas spejjeż tal-enerġija meta mqabbla ma 'dak li qed jintuża bħalissa," qal Dykstra.“Sistema bħal din tkun aktar sistema ta’ bijofiltrazzjoni passiva, b’inqas inputs ta’ enerġija.U mbagħad, teoretikament, inqas użu ta 'solventi verament ta' ħsara għall-ambjent u affarijiet bħal dawn.Ħafna proċessi attwali se jużaw solventi tassew ħorox u li ma jagħmlux ħsara lill-ambjent.”

Dykstra jinnota wkoll li peress li l-batterji jirreplikaw lilhom infushom, it-teknoloġiji bbażati fuq il-mikrobi qed jiġġeddu lilhom infushom, “filli kieku kellna nużaw metodu kimiku, ikollna kontinwament nipproduċu aktar u aktar kimiku.”

"Anke jekk se jiswa ftit aktar, iżda ma jagħmilx ħsara lill-ambjent, dan jagħmel sens," qal Kalyuzhnaya.

L-għan tal-proġett iffinanzjat mid-DARPA huwa li jipprovdi prova tal-kunċett tat-teknoloġija ta 'rkupru REE mmexxija mill-bijo f'erba' snin, li Kalyuzhnaya qal se teħtieġ viżjoni strateġika u perspettiva transdixxiplinarja.

Żiedet tgħid li l-proġett se jipprovdi lill-istudenti gradwati tal-SDSU bl-opportunità li jipparteċipaw f’riċerka multidixxiplinarja "u jaraw kif il-kunċetti jistgħu jikbru minn sempliċi ideat sat-triq kollha għal dimostrazzjoni pilota."

---

Ħin tal-post: Apr-17-2023