మూలం: న్యూస్‌సెంటర్

అరుదైన భూమి అంశాలు(రీస్) ఇష్టంలాంతనమ్మరియునియోడైమియంసెల్ ఫోన్లు మరియు సౌర ఫలకాల నుండి ఉపగ్రహాలు మరియు ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల వరకు ఆధునిక ఎలక్ట్రానిక్స్ యొక్క ముఖ్యమైన భాగాలు. ఈ భారీ లోహాలు చిన్న పరిమాణంలో ఉన్నప్పటికీ, మన చుట్టూ సంభవిస్తాయి. కానీ డిమాండ్ పెరుగుతూనే ఉంది మరియు అవి తక్కువ సాంద్రతలలో సంభవిస్తున్నందున, REE లను సేకరించే సాంప్రదాయ పద్ధతులు అసమర్థంగా ఉంటాయి, పర్యావరణంగా కలుషితమైనవి మరియు కార్మికుల ఆరోగ్యానికి హానికరం.

ఇప్పుడు, డిఫెన్స్ అడ్వాన్స్‌డ్ రీసెర్చ్ ప్రాజెక్ట్స్ ఏజెన్సీ (DARPA) పర్యావరణ సూక్ష్మజీవుల నిధులతో బయో ఇంజనీరింగ్ రిసోర్స్ (EMBER) కార్యక్రమంగా, శాన్ డియాగో స్టేట్ యూనివర్శిటీ పరిశోధకులు REES యొక్క దేశీయ సరఫరాను పెంచే లక్ష్యంతో అధునాతన వెలికితీత పద్ధతులను అభివృద్ధి చేస్తున్నారు.

"మేము రికవరీ కోసం కొత్త విధానాన్ని అభివృద్ధి చేయడానికి ప్రయత్నిస్తున్నాము, ఇది పర్యావరణ అనుకూలమైనది మరియు మరింత స్థిరమైనది" అని జీవశాస్త్రవేత్త మరియు ప్రధాన పరిశోధకుడు మెరీనా కలూజ్నయ చెప్పారు.

ఇది చేయుటకు, పరిశోధకులు పర్యావరణం నుండి రీస్‌ను సంగ్రహించడానికి విపరీతమైన పరిస్థితులలో నివసిస్తున్న మీథేన్-వినియోగించే బ్యాక్టీరియా యొక్క సహజ ప్రవృత్తిని నొక్కండి.

"వాటి జీవక్రియ మార్గాల్లో కీలకమైన ఎంజైమాటిక్ ప్రతిచర్యలలో ఒకదాన్ని చేయడానికి వారికి అరుదైన భూమి అంశాలు అవసరం" అని కల్వజ్నయ చెప్పారు.

REE లలో ఆవర్తన పట్టిక యొక్క అనేక లాంతనైడ్ అంశాలు ఉన్నాయి. కాలిఫోర్నియా విశ్వవిద్యాలయం, బర్కిలీ మరియు పసిఫిక్ నార్త్‌వెస్ట్ నేషనల్ లాబొరేటరీ (పిఎన్‌ఎన్‌ఎల్) సహకారంతో, SDSU పరిశోధకులు బ్యాక్టీరియాను పర్యావరణం నుండి లోహాలను కోయడానికి అనుమతించే జీవ ప్రక్రియలను రివర్స్ చేయాలని యోచిస్తున్నారు. ఈ ప్రక్రియను అర్థం చేసుకోవడం బయోకెమిస్ట్ జాన్ లవ్ ప్రకారం, వివిధ రకాల లాంతనైడ్లకు అధిక విశిష్టతతో బంధించే సింథటిక్ డిజైనర్ ప్రోటీన్ల సృష్టిని తెలియజేస్తుంది. పిఎన్‌ఎన్‌ఎల్ బృందం ఎక్స్‌ట్రీమ్‌ఫిలిక్ మరియు రీ పేరుకుపోయే బ్యాక్టీరియాను, ఆపై వారి రీ తీసుకునే జన్యు నిర్ణయాధికారులను గుర్తిస్తుంది.

బృందం వారి కణాల ఉపరితలంపై మెటల్-బైండింగ్ ప్రోటీన్లను ఉత్పత్తి చేయడానికి బ్యాక్టీరియాను సవరించుకుంటుంది, లవ్ చెప్పారు.

రీస్ గని టైలింగ్స్‌లో సాపేక్షంగా సమృద్ధిగా ఉంది, అల్యూమినియం వంటి కొన్ని లోహ ఖనిజాల వ్యర్థ ఉత్పత్తులు.

"మైన్ టైలింగ్స్ వాస్తవానికి వ్యర్థాలు, ఇది ఇప్పటికీ చాలా ఉపయోగకరమైన పదార్థాలను కలిగి ఉంది" అని కల్వజ్నయా చెప్పారు.

లోపల REE లను శుద్ధి చేయడానికి మరియు సేకరించడానికి, ఈ నీటి ముద్దలు మరియు పిండిచేసిన రాళ్ళు సవరించిన బ్యాక్టీరియాను కలిగి ఉన్న బయోఫిల్టర్ ద్వారా నడుస్తాయి, బ్యాక్టీరియా యొక్క ఉపరితలంపై డిజైనర్ ప్రోటీన్లు REE లతో ఎంపిక చేసుకోవడానికి వీలు కల్పిస్తాయి. వారి టెంప్లేట్‌లుగా పనిచేసిన మీథేన్-ప్రియమైన బ్యాక్టీరియా వలె, మెరుగైన బ్యాక్టీరియా పిహెచ్, ఉష్ణోగ్రత మరియు లవణీయత, గని టైలింగ్స్‌లో కనిపించే పరిస్థితుల యొక్క తీవ్రతలను తట్టుకుంటుంది.

బయోఫిల్టర్‌లో ఉపయోగం కోసం ఒక పోరస్, సోర్బెంట్ పదార్థాన్ని బయోప్రింట్ చేయడానికి పరిశోధకులు పరిశ్రమ భాగస్వామి పాలో ఆల్టో రీసెర్చ్ సెంటర్ (PARC), జిరాక్స్ కంపెనీతో కలిసి పనిచేస్తారు. ఈ బయోప్రింటింగ్ టెక్నాలజీ తక్కువ ఖర్చుతో మరియు స్కేలబుల్ మరియు ఖనిజ పునరుద్ధరణకు విస్తృతంగా వర్తించేటప్పుడు గణనీయమైన పొదుపులకు దారితీస్తుందని అంచనా.

ఎన్విరాన్‌మెంటల్ ఇంజనీర్ క్రిస్టీ డైక్స్ట్రా ప్రకారం, బయోఫిల్టర్‌ను పరీక్షించడం మరియు ఆప్టిమైజ్ చేయడంతో పాటు, బయోఫిల్టర్ నుండి శుద్ధి చేసిన లాంతనైడ్లను సేకరించే పద్ధతులను కూడా ఈ బృందం అభివృద్ధి చేయాల్సి ఉంటుంది. రికవరీ ప్రక్రియను పరీక్షించడానికి మరియు మెరుగుపరచడానికి పరిశోధకులు స్టార్టప్ కంపెనీ ఫీనిక్స్ టైలింగ్స్‌తో జతకట్టారు.

REE లను సేకరించేందుకు వాణిజ్యపరంగా లాభదాయకమైన కానీ పర్యావరణ అనుకూలమైన ప్రక్రియను అభివృద్ధి చేయడమే లక్ష్యం, డైక్స్ట్రా మరియు చాలా మంది ప్రాజెక్ట్ భాగస్వాములు లాంతనైడ్లను తిరిగి పొందటానికి ఇతర సాంకేతిక పరిజ్ఞానాలతో పోలిస్తే వ్యవస్థ ఖర్చులను విశ్లేషిస్తారు, కానీ పర్యావరణ ప్రభావాన్ని కూడా.

"ప్రస్తుతం ఉపయోగించిన దానితో పోలిస్తే ఇది పర్యావరణపరంగా మరియు తక్కువ శక్తి ఖర్చులను కలిగి ఉంటుందని మేము ate హించాము" అని డైక్స్ట్రా చెప్పారు. "ఇలాంటి వ్యవస్థ తక్కువ శక్తి ఇన్‌పుట్‌లతో నిష్క్రియాత్మక బయోఫిల్ట్రేషన్ సిస్టమ్ అవుతుంది. ఆపై, సిద్ధాంతపరంగా, పర్యావరణ హానికరమైన ద్రావకాలు మరియు అలాంటి వాటి యొక్క తక్కువ ఉపయోగం. ప్రస్తుత ప్రక్రియలు చాలా కఠినమైన మరియు పర్యావరణం లేని స్నేహపూర్వక ద్రావకాలను ఉపయోగిస్తాయి. ”

బ్యాక్టీరియా తమను తాము ప్రతిబింబిస్తుంది కాబట్టి, సూక్ష్మజీవి ఆధారిత సాంకేతికతలు స్వీయ-పునరుద్ధరణ అని డైక్స్ట్రా పేర్కొంది, "మేము ఒక రసాయన పద్ధతిని ఉపయోగిస్తే, మేము నిరంతరం ఎక్కువ రసాయనాన్ని ఉత్పత్తి చేయాల్సి ఉంటుంది."

"దీనికి కొంచెం ఎక్కువ ఖర్చు అవుతుంది, కానీ అది పర్యావరణానికి హాని కలిగించదు, అది అర్ధమే" అని కల్వజ్నయ చెప్పారు.

DARPA నిధులతో కూడిన ప్రాజెక్ట్ యొక్క లక్ష్యం నాలుగు సంవత్సరాలలో బయో-నడిచే REE- రికవరీ టెక్నాలజీ యొక్క ప్రూఫ్-ఆఫ్-కాన్సెప్ట్‌ను అందించడం, ఇది వ్యూహాత్మక దృష్టి మరియు క్రాస్-డిసిప్లినరీ దృక్పథం అవసరమని కల్వజ్నయ చెప్పారు.

ఈ ప్రాజెక్ట్ SDSU గ్రాడ్యుయేట్ విద్యార్థులకు మల్టీడిసిప్లినరీ పరిశోధనలో పాల్గొనే అవకాశాన్ని అందిస్తుంది "మరియు పైలట్ ప్రదర్శన వరకు కేవలం ఆలోచనల నుండి భావనలు ఎలా పెరుగుతాయో చూడండి."

---

పోస్ట్ సమయం: ఏప్రిల్ -17-2023