boarne: Phys.org

Seldsume ierde-eleminten út erts binne essensjeel foar it moderne libben, mar it raffinearjen dêrfan nei it winnen is djoer, skealik foar it miljeu en bart meast yn it bûtenlân.

In nije stúdzje beskriuwt in prinsipebewiis foar it manipulearjen fan in baktearje, Gluconobacter oxydans, dy't in grutte earste stap set om te foldwaan oan de eksplosyf tanimmende fraach nei seldsume ierde-eleminten op in manier dy't oerienkomt mei de kosten en effisjinsje fan tradisjonele termochemyske ekstraksje- en raffinaazjemetoaden en skjin genôch is om te foldwaan oan Amerikaanske miljeunormen.

"Wy besykje in miljeufreonlike metoade te betinken by lege temperatuer en lege druk om seldsume ierde-eleminten út in rots te heljen," sei Buz Barstow, de senior auteur fan it artikel en in assistint-heechlearaar biologyske en miljeutechnyk oan 'e Cornell University.

De eleminten - wêrfan der 15 yn it periodyk systeem steane - binne needsaaklik foar alles fan kompjûters, mobile tillefoans, skermen, mikrofoans, wynmûnen, elektryske auto's en geleiders oant radars, sonars, LED-ljochten en oplaadbere batterijen.

Wylst de FS eartiids har eigen seldsume ierde-eleminten raffinearren, is dy produksje mear as fiif desennia lyn stoppe. No fynt de raffinaazje fan dizze eleminten hast folslein plak yn oare lannen, benammen Sina.

"It grutste part fan 'e produksje en winning fan seldsume ierde-eleminten is yn 'e hannen fan bûtenlânske lannen," sei mei-auteur Esteban Gazel, heechlearaar ierd- en atmosfearyske wittenskippen oan Cornell. "Dus foar de feiligens fan ús lân en libbenswize moatte wy wer op 'e rails komme om dy boarne te kontrolearjen."

Om te foldwaan oan 'e jierlikse behoeften fan 'e FS oan seldsume ierde-eleminten, soe sawat 71,5 miljoen ton (~ 78,8 miljoen ton) rau erts nedich wêze om 10.000 kilogram (~ 22.000 pûn) oan eleminten te winnen.

Hjoeddeiske metoaden binne basearre op it oplossen fan rots mei hjit swevelsoer, folge troch it brûken fan organyske oplosmiddels om tige ferlykbere yndividuele eleminten fan elkoar te skieden yn in oplossing.

"Wy wolle in manier útfine om in bug te meitsjen dy't dat wurk better docht," sei Barstow.

G. oxydans stiet bekend om it meitsjen fan in soer mei de namme biolixiviant dat rots oplost; de baktearje brûkt it soer om fosfaten út seldsume ierde-eleminten te heljen. De ûndersikers binne begûn mei it manipulearjen fan 'e genen fan G. oxydans, sadat it de eleminten effisjinter ekstraheart.

Om dit te dwaan, brûkten de ûndersikers in technology dy't Barstow holpen hat te ûntwikkeljen, neamd Knockout Sudoku, dy't har mooglik makke om de 2.733 genen yn it genoom fan G. oxydans ien foar ien út te skeakeljen. It team selektearre mutanten, elk mei in spesifyk gen dat útskeakele wie, sadat se identifisearje koene hokker genen in rol spylje by it heljen fan eleminten út rots.

"Ik bin ûnbidich optimistysk," sei Gazel. "Wy hawwe hjir in proses dat effisjinter sil wêze as alles wat earder dien is."

Alexa Schmitz, in postdoktoraal ûndersiker yn it laboratoarium fan Barstow, is earste auteur fan 'e stúdzje, "Gluconobacter oxydans Knockout Collection Finds Improved Rare Earth Element Extraction", publisearre yn Nature Communications.

---

Pleatsingstiid: 4 july 2022