מקור: Phys.org

יסודות אדמה נדירים מעפרות חיוניים לחיים המודרניים אך זיקוקם לאחר הכרייה הוא יקר, פוגע בסביבה ובעיקר מתרחש בחו"ל.

מחקר חדש מתאר הוכחת עקרון להנדסת חיידק, Gluconobacter Oxydans, שלוקח צעד ראשון גדול לקראת עמידה בביקוש של אלמנטים אדמה נדירים באופן התואם את העלות והיעילות של שיטות מיצוי ושכלול תרמו -כימיות מסורתיות והוא נקי מספיק כדי לעמוד בסטנדרטים הסביבים בארה"ב.

"אנו מנסים להמציא שיטה ידידותית לסביבה, בטמפרטורה נמוכה, בלחץ נמוך, להשגת גורמי כדור הארץ נדירים מהסלע", אמר בוז ברסטו, הסופר הבכיר של העיתון ופרופסור להנדסה ביולוגית וסביבתית באוניברסיטת קורנל.

האלמנטים - מהם יש 15 בטבלה המחזורית - נחוצים לכל דבר, ממחשבים, טלפונים סלולריים, מסכים, מיקרופונים, טורבינות רוח, כלי רכב חשמליים ומוליכים ועד מכ"מים, סונארים, נורות LED וסוללות נטענות.

בעוד שארצות הברית עידדה פעם את אלמנטים אדמה נדירים משלה, הייצור הזה נעצר לפני יותר מחמישה עשורים. כעת, חידוד האלמנטים הללו מתרחש כמעט כולו במדינות אחרות, ובמיוחד בסין.

"רוב הייצור והמיצוי של יסודות כדור הארץ הנדירים הם בידי מדינות זרות", אמר המחבר המשותף אסטבן גזל, פרופסור חבר לכדור הארץ ומדעי האטמוספירה בקורנל. "אז לצורך הביטחון של ארצנו ואורח החיים שלנו, עלינו לחזור למסלול לשליטה במשאב הזה."

כדי לענות על הצרכים השנתיים של ארה"ב לאלמנטים נדירים של כדור הארץ, בערך 71.5 מיליון טונות (~ 78.8 מיליון טון) של עפרות גולמיות יידרשו לחלץ 10,000 קילוגרם (~ 22,000 פאונד) של יסודות.

שיטות הנוכחיות מסתמכות על פירוק סלע עם חומצה גופרתית חמה, ואחריהן באמצעות ממסים אורגניים כדי להפריד בין אלמנטים בודדים דומים מאוד זה לזה בתמיסה.

"אנחנו רוצים להבין דרך להכין באג שעושה את העבודה הזו טוב יותר," אמר ברסטו.

G. Oxydans ידוע בייצור חומצה בשם Biolixiviant הממיסה סלע; החיידקים משתמשים בחומצה כדי למשוך פוספטים מאלמנטים אדמה נדירים. החוקרים החלו לתפעל את הגנים של G. oxydans כך שהם מחלצים את היסודות בצורה יעילה יותר.

לשם כך, החוקרים השתמשו בטכנולוגיה שברסטו סייעה בפיתוח, המכונה נוקאאוט סודוקו, שאפשרה להם להשבית את 2,733 הגנים בגנום של ג 'אוקסידנים אחד אחד על אחד. הקבוצה אוצרה את המוטנטים, שלכל אחד מהם גן ספציפי דפקו, כך שיוכלו לזהות אילו גנים ממלאים תפקידים בהוצאת אלמנטים מהסלע.

"אני אופטימי להפליא," אמרה גזל. "יש לנו כאן תהליך שהולך להיות יעיל יותר מכל מה שנעשה קודם."

אלכסה שמיץ, חוקרת פוסט -דוקטורט במעבדה של ברסטוב, היא המחברת הראשונה של המחקר, "אוסף הנוקאאוט של גלוקונובקטר אוקסידאנס ממצא שיפור מיצוי אלמנטים נדיר של כדור הארץ", שפורסם ב- Nature Communications.

---

זמן ההודעה: Jul-04-2022