Burimi: Newscenter

Elementet e rralla të Tokës(Rees) Likelanthanumdheneodymiumjanë përbërës thelbësorë të elektronikës moderne, nga telefonat celularë dhe panelet diellore deri tek satelitët dhe automjetet elektrike. Këto metale të rënda ndodhin përreth nesh, megjithëse në sasi të vogla. Por kërkesa vazhdon të rritet dhe për shkak se ato ndodhin në përqendrime të tilla të ulëta, metodat tradicionale të nxjerrjes së REE mund të jenë joefikase, ndotëse mjedisore dhe të dëmshme për shëndetin e punëtorëve.

Tani, me fonde nga Agjensia e Projekteve të Kërkimit të Avancuar të Mbrojtjes (DARPA) Mikrobet e Mjedisit si një program i burimeve bio -projektuese (EMBER), studiuesit e Universitetit Shtetëror të San Diego po zhvillojnë metoda të përparuara të nxjerrjes me qëllim të rritjes së furnizimit të brendshëm të REES.

"Ne po mundohemi të zhvillojmë një procedurë të re për rikuperimin e cila është miqësore me mjedisin dhe më e qëndrueshme," tha biologu dhe hetuesi kryesor Marina Kalyuzhnaya.

Për ta bërë këtë, studiuesit do të futen në prirjen natyrore të baktereve që konsumojnë metan që jetojnë në kushte ekstreme për të kapur REE nga mjedisi.

"Ata kërkojnë elemente të rralla të Tokës për të bërë një nga reagimet kryesore enzimatike në rrugët e tyre metabolike," tha Kalyuzhnaya.

Rees përfshijnë shumë elementë lanthanide të tabelës periodike. Në bashkëpunim me Universitetin e Kalifornisë, Berkeley dhe Pacific Northwest Laborator Kombëtar (PNNL), studiuesit e SDSU planifikojnë të kthejnë inxhinierin e proceseve biologjike që lejojnë bakteret të korrin metalet nga mjedisi. Të kuptuarit e këtij procesi do të informojë krijimin e proteinave sintetike të projektuesit që lidhen me specifikë të lartë me lloje të ndryshme të lanthanides, sipas biokimistit John Love. Ekipi i PNNL do të identifikojë përcaktuesit gjenetikë të baktereve që grumbullojnë ekstremofilë dhe REE, dhe pastaj do të karakterizojnë marrjen e tyre të REE.

Ekipi më pas do të modifikojë bakteret për të prodhuar proteinat që lidhen me metalin në sipërfaqen e qelizave të tyre, tha Dashuria.

Rees janë relativisht të bollshme në rrobat e minave, produktet e mbeturinave të disa xeheve metalike, siç është alumini.

"Bishtet e minave në të vërtetë janë të mbeturinave të cilat ende kanë shumë materiale të dobishme në të," tha Kalyuzhnaya.

Për të pastruar dhe mbledhur REE brenda, këto slurries të ujit dhe shkëmbinjve të grimcuar do të drejtohen përmes një biofilteri që përmban bakteret e modifikuara, duke lejuar proteinat e projektuesit në sipërfaqen e baktereve të lidhen në mënyrë selektive me Rees. Ashtu si bakteret e dashura nga metani që shërbyen si shabllonet e tyre, bakteret e përmirësuara do të tolerojnë ekstremitetet e pH, temperaturën dhe kripën, kushtet që gjenden në rrobat e minierës.

Studiuesit do të bashkëpunojnë me një partner të industrisë, Qendrën Kërkimore Palo Alto (PARC), një kompani Xerox, për të bioprinuar një material poroz, sorbent për t'u përdorur në biofilter. Kjo teknologji bioprinting është me kosto të ulët dhe të shkallëzueshme dhe parashikohet të rezultojë në kursime të konsiderueshme kur aplikohet gjerësisht për rimëkëmbjen e mineraleve.

Përveç testimit dhe optimizimit të biofilterit, ekipi gjithashtu do të duhet të zhvillojë metoda për mbledhjen e lanthanides të pastruar nga vetë biofilteri, sipas inxhinierit të mjedisit Christy Dykstra. Studiuesit janë bashkuar me një kompani fillestare, Phoenix Tailings, për të provuar dhe rafinuar procesin e rimëkëmbjes.

Për shkak se qëllimi është të zhvillohet një proces komercial i zbatueshëm, por miqësor ndaj mjedisit për nxjerrjen e REES, Dykstra dhe disa nga partnerët e projektit do të analizojnë kostot e sistemit në krahasim me teknologjitë e tjera për rikuperimin e lanthanides, por edhe ndikimin në mjedis.

"Ne parashikojmë që do të kishte shumë përfitime kosto të energjisë në mjedis dhe më të ulët në krahasim me atë që përdoret aktualisht," tha Dykstra. "Një sistem si ky do të ishte më shumë një sistem biofiltrimi pasiv, me më pak hyrje të energjisë. Dhe pastaj, teorikisht, më pak përdorim i tretësve me të vërtetë të dëmshëm për mjedisin dhe gjëra të tilla. Shumë procese aktuale do të përdorin tretës të ashpër dhe jo-mjedisorë miqësorë. "

Dykstra gjithashtu vëren se meqenëse bakteret përsëriten vetë, teknologjitë me bazë mikrobet janë të vetë-rinovuara, "Ndërsa nëse do të përdorim një metodë kimike, do të na duhej të prodhonim vazhdimisht gjithnjë e më shumë kimike."

"Edhe nëse do të kushtojë pak më shumë, por nuk dëmton mjedisin, kjo do të kishte kuptim," tha Kalyuzhnaya.

Qëllimi i projektit të financuar nga DARPA është të sigurojë provën e konceptit të teknologjisë së rimbursimit të REE të drejtuar nga bio në katër vjet, për të cilën Kalyuzhnaya tha se do të kërkojë një vizion strategjik dhe një këndvështrim ndër-disiplinor.

Ajo shtoi se projekti do t'u sigurojë studentëve të diplomuar në SDSU mundësinë për të marrë pjesë në hulumtime multidisiplinare "dhe të shohë se si konceptet mund të rriten nga idetë e drejta deri në të gjithë rrugën për demonstrimin e pilotit."

---

Koha e postimit: Prill-17-2023