15:24 2023-10-02
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Microbii iubitori de metale oferă o modalitate verde de a rafina elementele pământurilor rare
_ Microbii iubitori de metale oferă o mod verde de a rafina elementele pământurilor rare
Elementele pământurilor rare sunt componente esențiale ale mașinilor electrice, turbinelor eoliene și smartphone-urilor. Recuperarea acestor metale din minereu brut necesită procesare cu acizi și solvenți.
Acum, oamenii de știință de la Cornell au caracterizat genomul Shewanella oneidensis - o bacterie iubitoare de metale cu afinitate pentru pământurile rare. elemente — pentru a înlocui procesarea chimică dură cu o practică benignă numită biosorbție.
Cercetarea lor, „Caracterizarea genomică a legăturii pământurilor rare de către Shewanella oneidensis”, a fost publicată în Scientific Reports.
„Problema cu metodele actuale de purificare a elementelor de pământ rare este că se bazează în mare măsură pe solvenți organici și pe substanțe chimice dure”, a spus autorul principal Buz Barstow, profesor asistent de inginerie biologică și de mediu la Colegiul de Agricultură și Științe ale Vieții. „Aceste metode sunt costisitoare și dăunătoare mediului. Aici avem o alternativă ecologică care folosește microbi pentru a absorbi și purifica în mod selectiv elementele pământurilor rare, eliminând nevoia de substanțe chimice dăunătoare. Facem procesul de purificare mai ecologic.”
Microbul se adsorbe selectiv – sau se agață – de aceste elemente de pământuri rare, făcându-l un candidat ideal pentru a efectua o procedură de purificare ecologică.
În general, S. oneidensis preferă să ia masa pe elementele f-block. care se află în al șaselea rând al tabelului periodic, cunoscut sub numele de lantanide. Mai exact, microbul favorizează europiul.
Caracterizarea genomului S. oneidensis permite oamenilor de știință să-și modifice preferința pentru procesarea celorlalte elemente de pământuri rare.
Oamenii de știință au analizat 3.373 de părți ale S. oneidensis. oneidensis și a găsit 242 de gene care îl influențează.
Genele mutante găsite în bacterii de către oamenii de știință pot reduce durata procesului de purificare a elementului de pământ rar cu aproape o treime – în comparație cu varietatea sălbatică de S. oneidensis – și oferă o foaie de parcurs pentru perfecționarea acestei metode ecologice.
„Lucrările noastre indică genele cheie care controlează compoziția membranei, care sunt în mod tradițional responsabile pentru adeziunea celulară și formarea biofilmului în biosorbția elementelor de pământ rare”, a spus autorul principal Sean Medin, doctorand în laboratorul lui Barstow și fondator al REEgen. „Această lucrare avansează mecanismele responsabile pentru biosorbția elementelor de pământ rare în S. oneidensis.”
Această lucrare are potențialul de a face procesarea pământurilor rare mai curată și scalabilă, a spus Medin. „În prezent, toată purificarea elementelor pământurilor rare se face în străinătate, din cauza reglementărilor stricte de mediu și a costurilor mari de infrastructură pentru construirea unei uzine de separare”, a spus el. „Procesul nostru ar face să nu fie necesari solvenții dăunători pentru mediu.”
„Procesul nostru ar putea consuma mult mai puțin teren și capital pentru a construi”, a spus Medin, „deoarece separările noastre ar putea fi făcute cu îmbogățiri repetate prin coloane pline de bacterii imobilizate în loc de plante mixer-settler care au kilometri lungime.”
În timp ce tehnologia este încă în dezvoltare, cercetătorii sunt optimiști cu privire la impactul potențial. Această tehnologie ar putea ajuta la dezvoltarea unei aprovizionări stabile din SUA cu elemente de pământuri rare pentru aplicații tehnologice și de apărare, a spus Barstow, membru al facultății la Centrul pentru durabilitate Cornell Atkinson.
Grupul anticipează crearea unui sistem de purificare la scară pilot. până în 2028.
„Această cercetare ne oferă un model genetic pentru realizarea unui microbi care ne permite să purificăm pământurile rare într-un mod prietenos cu mediul”, a spus Barstow. „Dacă doriți să reduceți schimbările climatice, acest lucru ne permite să construim o infrastructură energetică durabilă — lucruri precum îmbunătățirea vehiculelor electrice, turbinelor eoliene, crearea de supraconductori și oferirea de iluminat de înaltă eficiență. Acesta este câștigul final.”
Comentarii:
Adauga Comentariu