Bron: Phys.org

Skaars aardelemente van erts is noodsaaklik vir die moderne lewe, maar dit is duur om dit te verfyn, is duur, benadeel die omgewing en kom meestal in die buiteland voor.

'N Nuwe studie beskryf 'n bewys van beginsel vir die ingenieur van 'n bakterie, Gluconobacter Oxydans, wat 'n groot eerste stap neem om aan die skaarsheid van die skaars aardelement te voldoen op 'n manier wat ooreenstem met die koste en doeltreffendheid van tradisionele termochemiese ekstraksie- en verfyningsmetodes en skoon genoeg is om aan die Amerikaanse omgewingsstandaarde te voldoen.

"Ons probeer met 'n omgewingsvriendelike, lae temperatuur, lae-druk-metode om skaars aardelemente uit 'n rots te kry," sê Buz Barstow, die senior skrywer van die koerant en 'n assistent-professor in biologiese en omgewingsingenieurswese aan die Cornell-universiteit.

Die elemente - waarvan daar 15 in die periodieke tabel is - is nodig vir alles, van rekenaars, selfone, skerms, mikrofone, windturbines, elektriese voertuie en geleiers tot radars, sonars, LED -ligte en herlaaibare batterye.

Terwyl die VSA eens sy eie seldsame aardelemente verfyn het, het die produksie meer as vyf dekades gelede gestaak. Die verfyning van hierdie elemente vind nou byna geheel en al in ander lande, veral China, plaas.

“Die meerderheid van die seldsame aard van die aardelement en ekstraksie is in die hande van buitelandse lande,” het mede-outeur Esteban Gazel, medeprofessor in aarde en atmosferiese wetenskappe in Cornell, gesê. 'Vir die veiligheid van ons land en lewenswyse, moet ons weer op koers kom om die hulpbron te beheer.'

Om aan ons jaarlikse behoeftes vir seldsame aardelemente te voldoen, sal ongeveer 71,5 miljoen ton (~ 78,8 miljoen ton) rou erts nodig wees om elemente van 10.000 kilogram (~ 22.000 pond) te onttrek.

Huidige metodes maak staat op die oplos van rots met warm swaelsuur, gevolg deur organiese oplosmiddels te gebruik om baie soortgelyke individuele elemente van mekaar te skei in 'n oplossing.

“Ons wil 'n manier vind om 'n fout te maak wat die werk beter doen,” het Barstow gesê.

G. Oxydans is bekend daarvoor dat hy 'n suur genoem word wat biolixiviant genoem word wat rots oplos; Die bakterieë gebruik die suur om fosfate uit seldsame aardelemente te trek. Die navorsers het begin om G. oxydans se gene te manipuleer, sodat dit die elemente doeltreffender onttrek.

Om dit te kan doen, het die navorsers 'n tegnologie gebruik wat Barstow help ontwikkel het, genaamd Knockout Sudoku, wat hulle in staat gestel het om die 2,733 gene in G. oxydans se genoom een ​​vir een te deaktiveer. Die span het mutante saamgestel, elk met 'n spesifieke geen wat uitgeslaan is, sodat hulle kon identifiseer watter gene rolle speel om elemente uit die rots te kry.

'Ek is ongelooflik optimisties,' het Gazel gesê. 'Ons het 'n proses hier wat doeltreffender gaan wees as enigiets wat voorheen gedoen is.'

Alexa Schmitz, 'n postdoktorale navorser in die laboratorium van Barstow, is die eerste skrywer van die studie, 'Gluconobacter oxydans -uitklopversameling vind 'n verbeterde seldsame aardelement -ekstraksie,' gepubliseer in Nature Communications.

---

Postyd: Jul-04-2022