Chanzo: Newscenter

Vitu vya kawaida vya dunia(Rees) kamaLanthanumnaNeodymiumni sehemu muhimu za umeme wa kisasa, kutoka kwa simu za rununu na paneli za jua hadi satelaiti na magari ya umeme. Metali hizi nzito hufanyika karibu na sisi, pamoja na idadi ndogo. Lakini mahitaji yanaendelea kuongezeka na kwa sababu yanajitokeza kwa viwango vya chini, njia za jadi za kutoa REE zinaweza kuwa zisizofaa, kuchafua mazingira, na kuwadhuru afya ya wafanyikazi.

Sasa, pamoja na ufadhili kutoka kwa Wakala wa Mazingira wa Mazingira ya Ulinzi (DARPA) kama mpango wa rasilimali ya bioengineering (EMBER), watafiti wa Chuo Kikuu cha Jimbo la San Diego wanaendeleza njia za juu za uchimbaji kwa lengo la kuongeza usambazaji wa ndani wa REES.

"Tunajaribu kukuza utaratibu mpya wa kupona ambao ni rafiki wa mazingira na endelevu zaidi," alisema mtaalam wa biolojia na mchunguzi mkuu Marina Kalyuzhnaya.

Ili kufanya hivyo, watafiti wataingia katika hali ya asili ya bakteria wanaotumia methane wanaoishi katika hali mbaya ili kukamata Rees kutoka kwa mazingira.

"Zinahitaji vitu adimu vya dunia kufanya moja ya athari muhimu za enzymatic katika njia zao za metabolic," alisema Kalyuzhnaya.

Rees ni pamoja na vitu vingi vya lanthanide ya meza ya upimaji. Kwa kushirikiana na Chuo Kikuu cha California, Berkeley na Pacific Northwest National Maabara (PNNL), watafiti wa SDSU wanapanga kubadili mhandisi michakato ya kibaolojia ambayo inaruhusu bakteria kuvuna metali kutoka kwa mazingira. Kuelewa mchakato huu kutaarifu uundaji wa protini za mbuni za synthetic ambazo hufunga kwa hali ya juu kwa aina tofauti za lanthanides, kulingana na biochemist John Love. Timu ya PNNL itabaini uainishaji wa maumbile ya bakteria inayojumuisha na REE, na kisha itaonyesha tabia yao ya REE.

Timu hiyo itabadilisha bakteria ili kutoa protini zinazofunga chuma kwenye uso wa seli zao, alisema Upendo.

Rees ni nyingi katika miito ya mgodi, bidhaa taka za ore kadhaa za chuma, kama vile alumini.

"Mikia ya mgodi ni kweli taka ambayo bado ina vifaa vingi muhimu ndani yake," alisema Kalyuzhnaya.

Ili kusafisha na kukusanya Rees ndani, maji haya ya maji na miamba iliyokandamizwa yataendeshwa kupitia biofilter iliyo na bakteria iliyobadilishwa, ikiruhusu protini za mbuni kwenye uso wa bakteria ili kumfunga kwa Rees. Kama bakteria inayopenda methane ambayo ilitumika kama templeti zao, bakteria zilizoboreshwa zitavumilia zaidi ya pH, joto na chumvi, hali zinazopatikana katika miito ya mgodi.

Watafiti watashirikiana na mshirika wa tasnia, Kituo cha Utafiti cha Palo Alto (PARC), kampuni ya Xerox, kwa bioprint nyenzo za porous, za kupendeza za matumizi katika biofilter. Teknolojia hii ya bioprinting ni ya bei ya chini na mbaya na inakadiriwa kusababisha akiba kubwa wakati inatumika kwa upanaji wa madini.

Mbali na kupima na kuongeza biofilter, timu pia italazimika kuunda njia za kukusanya lanthanides iliyosafishwa kutoka kwa biofilter yenyewe, kulingana na mhandisi wa mazingira Christy Dykstra. Watafiti wameungana na kampuni ya kuanza, Phoenix Tairings, ili kujaribu na kusafisha mchakato wa uokoaji.

Kwa sababu lengo ni kukuza mchakato wa kibiashara lakini wa mazingira rafiki wa kutoa Rees, Dykstra na washirika kadhaa wa mradi watachambua gharama za mfumo ikilinganishwa na teknolojia zingine za kupona lanthanides, lakini pia athari ya mazingira.

"Tunatarajia kuwa itakuwa na faida nyingi kwa mazingira na gharama za chini za nishati ikilinganishwa na kile kinachotumika sasa," alisema Dykstra. "Mfumo kama huu unaweza kuwa zaidi ya mfumo wa biofiltration, na pembejeo kidogo za nishati. Na kisha, kinadharia, matumizi kidogo ya vimumunyisho vyenye madhara na vitu kama hivyo. Michakato mingi ya sasa itatumia vimumunyisho vikali na visivyo vya mazingira. "

Dykstra pia anabainisha kuwa kwa kuwa bakteria hujigamba wenyewe, teknolojia zenye msingi wa microbe zinajiboresha, "wakati ikiwa tungetumia njia ya kemikali, tunalazimika kuendelea kutoa kemikali zaidi na zaidi."

"Hata kama itagharimu kidogo zaidi, lakini haina kuumiza mazingira, hiyo inaweza kuwa na maana," alisema Kalyuzhnaya.

Lengo la mradi unaofadhiliwa na DARPA ni kutoa dhibitisho la dhana ya teknolojia inayoendeshwa na bio katika miaka minne, ambayo Kalyuzhnaya alisema itahitaji maono ya kimkakati na mtazamo wa nidhamu.

Aliongeza kuwa mradi huo utawapa wanafunzi wahitimu wa SDSU fursa ya kushiriki katika utafiti wa kimataifa "na uone jinsi dhana zinaweza kukua kutoka kwa maoni tu njia yote ya maonyesho ya majaribio."

---

Wakati wa chapisho: Aprili-17-2023