крыніца:Phys.org

Рэдказямельныя элементы з руды жыццёва важныя для сучаснага жыцця, але іх перапрацоўка пасля здабычы дарагая, шкодзіць навакольнаму асяроддзю і ў асноўным адбываецца за мяжой.

У новым даследаванні апісваецца прынцыповае доказванне інжынерыі бактэрыі Gluconobacter oxydans, якая робіць першы вялікі крок да задавальнення рэзка ўзрастаючага попыту на рэдказямельныя элементы такім чынам, каб ён адпавядаў кошту і эфектыўнасці традыцыйных метадаў тэрмахімічнай экстракцыі і перапрацоўкі, а таксама быў дастаткова чыстым, каб адпавядаць экалагічным стандартам ЗША.

«Мы спрабуем распрацаваць экалагічна чысты метад атрымання рэдказямельных элементаў з горнай пароды, які працуе пры нізкай тэмпературы і ціску», — сказаў Баз Барстаў, старэйшы аўтар артыкула і дацэнт кафедры біялагічнай і экалагічнай інжынерыі ў Карнельскім універсітэце.

Гэтыя элементы, якіх у перыядычнай табліцы 15, неабходныя для ўсяго: ад кампутараў, мабільных тэлефонаў, экранаў, мікрафонаў, ветраных турбін, электрамабіляў і праваднікоў да радараў, гідралакатараў, святлодыёдных лямпаў і акумулятарных батарэй.

Хоць калісьці ЗША самі рафінавалі рэдказямельныя элементы, гэтая вытворчасць спынілася больш за пяць дзесяцігоддзяў таму. Цяпер рафінаванне гэтых элементаў амаль цалкам адбываецца ў іншых краінах, асабліва ў Кітаі.

«Большая частка вытворчасці і здабычы рэдказямельных элементаў знаходзіцца ў руках замежных дзяржаў», — сказаў суаўтар Эстэбан Газель, дацэнт кафедры навук аб Зямлі і атмасферы ў Карнельскім універсітэце. «Таму дзеля бяспекі нашай краіны і ладу жыцця нам трэба вярнуцца да кантролю над гэтым рэсурсам».

Каб задаволіць штогадовыя патрэбы ЗША ў рэдказямельных элементах, спатрэбіцца прыкладна 71,5 мільёна тон (~78,8 мільёна тон) сырой руды для здабычы 10 000 кілаграмаў (~22 000 фунтаў) элементаў.

Сучасныя метады заснаваныя на растварэнні горнай пароды гарачай сернай кіслатой, а затым выкарыстанні арганічных растваральнікаў для падзелу вельмі падобных асобных элементаў адзін ад аднаго ў растворы.

«Мы хочам знайсці спосаб стварыць памылку, якая будзе лепш выконваць гэтую працу», — сказаў Барстаў.

Бактэрыя G. oxydans вядомая тым, што выпрацоўвае кіслату пад назвай біяліксівіант, якая растварае горныя пароды; бактэрыя выкарыстоўвае кіслату для выцягвання фасфатаў з рэдказямельных элементаў. Даследчыкі пачалі маніпуляваць генамі G. oxydans, каб яна больш эфектыўна здабывала гэтыя элементы.

Для гэтага даследчыкі выкарысталі тэхналогію, распрацоўку якой дапамог Барстаў, пад назвай Knockout Sudoku, якая дазволіла ім адзін за адным адключаць 2733 гены ў геноме G. oxydans. Каманда адабрала мутанты, у кожнага з якіх быў адключаны пэўны ген, каб вызначыць, якія гены гуляюць ролю ў атрыманні элементаў з горных парод.

«Я неверагодна аптымістычны», — сказаў Газель. «У нас ёсць працэс, які будзе больш эфектыўным, чым усё, што рабілася раней».

Алекса Шмітц, дактарант у лабараторыі Барстоў, з'яўляецца першым аўтарам даследавання «Калекцыя Gluconobacter oxydans Knockout выявіла палепшаную экстракцыю рэдказямельных элементаў», апублікаванага ў Nature Communications.

---

Час публікацыі: 04 ліпеня 2022 г.