fonte: Phys.org

Os elementos de terras raras procedentes dos minerais son vitais para a vida moderna, pero refinalos despois da súa extracción é custoso, prexudica o medio ambiente e prodúcense principalmente no estranxeiro.

Un novo estudo describe unha proba de principio para a enxeñaría dunha bacteria, a Gluconobacter oxydans, que dá un gran primeiro paso para satisfacer a crecente demanda de elementos de terras raras dun xeito que se axusta ao custo e á eficiencia dos métodos tradicionais de extracción e refinamento termoquímico e é o suficientemente limpo como para cumprir cos estándares ambientais dos Estados Unidos.

«Estamos a tentar idear un método respectuoso co medio ambiente, a baixa temperatura e baixa presión para extraer elementos de terras raras dunha rocha», dixo Buz Barstow, autor principal do artigo e profesor adxunto de enxeñaría biolóxica e ambiental na Universidade Cornell.

Os elementos —dos que hai 15 na táboa periódica— son necesarios para todo, dende ordenadores, teléfonos móbiles, pantallas, micrófonos, aeroxeradores, vehículos eléctricos e condutores ata radares, sonares, luces LED e baterías recargables.

Aínda que os Estados Unidos antes refinaban os seus propios elementos de terras raras, esa produción cesou hai máis de cinco décadas. Agora, o refinamento destes elementos ten lugar case na súa totalidade noutros países, especialmente na China.

«A maior parte da produción e extracción de elementos de terras raras está en mans de nacións estranxeiras», dixo o coautor Esteban Gazel, profesor asociado de ciencias da Terra e atmosféricas en Cornell. «Polo tanto, para a seguridade do noso país e do noso xeito de vida, debemos volver ao camiño de controlar ese recurso».

Para satisfacer as necesidades anuais dos Estados Unidos de elementos de terras raras, necesitaríanse aproximadamente 71,5 millóns de toneladas (~78,8 millóns de toneladas) de mineral en bruto para extraer 10.000 quilogramos (~22.000 libras) de elementos.

Os métodos actuais baséanse na disolución de rocha con ácido sulfúrico quente, seguido do uso de solventes orgánicos para separar elementos individuais moi similares entre si nunha solución.

«Queremos atopar un xeito de crear un erro que faga mellor esa función», dixo Barstow.

A *G. oxydans* é coñecida por producir un ácido chamado biolixiviante que disolve as rochas; a bacteria usa o ácido para extraer fosfatos dos elementos de terras raras. Os investigadores comezaron a manipular os xenes da *G. oxydans* para que extraia os elementos de forma máis eficiente.

Para iso, os investigadores empregaron unha tecnoloxía que Barstow axudou a desenvolver, chamada Knockout Sudoku, que lles permitiu desactivar os 2.733 xenes do xenoma de *G. oxydans* un por un. O equipo seleccionou mutantes, cada un cun xene específico eliminado, para poder identificar que xenes desempeñan un papel na extracción de elementos da rocha.

«Son incriblemente optimista», dixo Gazel. «Temos un proceso que vai ser máis eficiente que calquera cousa que se fixese antes».

Alexa Schmitz, investigadora posdoutoral no laboratorio de Barstow, é a primeira autora do estudo “Gluconobacter oxydans Knockout Collection Finds Improved Rare Earth Element Extraction”, publicado en Nature Communications.

---

Data de publicación: 04-07-2022