Fonte: Phys.org

Os elementos da Terra rara do mineral son vitais para a vida moderna, pero perfeccionalos despois da minería é custoso, prexudica o medio ambiente e ocorre principalmente no estranxeiro.

Un novo estudo describe unha proba de principio para a enxeñaría dunha bacteria, Gluconobacter oxydans, que dá un gran paso para satisfacer a demanda de elementos de terra rara disparada dun xeito que coincide co custo e a eficiencia dos métodos de extracción e refinamento tradicionais tradicionais e é o suficientemente limpo como para cumprir os estándares ambientais.

"Intentamos atopar un método ecolóxico, de baixa temperatura e de baixa presión para sacar elementos da Terra rara dunha rocha", dixo Buz Barstow, o autor maior do papel e un profesor axudante de enxeñaría biolóxica e ambiental da Universidade Cornell.

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

Aínda que Estados Unidos perfeccionou os seus propios elementos da Terra rara, esa produción parou hai máis de cinco décadas. Agora, o perfeccionamento destes elementos ten lugar case na súa totalidade noutros países, especialmente en China.

"A maioría da produción e extracción de elementos da terra rara está en mans de nacións estranxeiras", dixo o coautor de Esteban Gazel, profesor asociado de ciencias da Terra e da Atmosférica en Cornell. "Así, para a seguridade do noso país e modo de vida, necesitamos volver ao control para controlar ese recurso."

Para satisfacer as necesidades anuais dos elementos da Terra rara, aproximadamente 71,5 millóns de toneladas (~ 78,8 millóns de toneladas) de mineral crudo deberían extraer 10.000 quilogramos (~ 22.000 libras) de elementos.

Os métodos actuais dependen da disolución de rocha con ácido sulfúrico quente, seguido de usar disolventes orgánicos para separar elementos individuais moi similares uns dos outros nunha solución.

"Queremos descubrir un xeito de facer un erro que faga ese traballo mellor", dixo Barstow.

G. oxydans é coñecido por facer un ácido chamado biolixivante que se disolva a rocha; A bacteria usa o ácido para tirar fosfatos de elementos da Terra rara. Os investigadores comezaron a manipular os xenes de G. oxydans polo que extrae os elementos de xeito 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 no xenoma de G. oxydans un por un. O equipo comisou mutantes, cada un cun xene específico derrubado, para que puidesen identificar que xenes desempeñan papeis para sacar elementos fóra do rock.

"Son incriblemente optimista", dixo Gazel. "Temos un proceso aquí que vai ser máis eficiente que todo o que antes se fixera".

Alexa Schmitz, investigadora postdoctoral no laboratorio de Barstow, é a primeira autora do estudo, "a colección Knockout Gluconobacter Oxydans atopa a extracción de elementos de terra rara mellorada", publicada en Nature Communications.

---

Tempo de publicación: xul-04-2022