Kaynak: Phys.org

Cevherden gelen nadir toprak unsurları modern yaşam için hayati önem taşır, ancak madencilikten sonra onları rafine etmek maliyetlidir, çevreye zarar verir ve çoğunlukla yurtdışında gerçekleşir.

Yeni bir çalışma, bir bakteri, Gluconobacter Oxydans'ı mühendislik için bir prensip kanıtı tanımlamaktadır, bu da nadir toprak elemanı talebini, geleneksel termokimyasal ekstraksiyon ve arıtma yöntemlerinin maliyetine ve verimliliğine uyacak şekilde karşılayan ve ABD çevre standartlarını karşılayacak kadar temizdir.

Makalenin kıdemli yazarı ve Cornell Üniversitesi biyolojik ve çevre mühendisliği yardımcı doçenti Buz Barstow, “Nadir toprak unsurlarını bir kayadan çıkarmak için çevre dostu, düşük sıcaklık, düşük basınçlı, düşük basınçlı bir yöntem bulmaya çalışıyoruz” dedi.

Periyodik tabloda 15 olan öğeler, bilgisayarlar, cep telefonları, ekranlar, mikrofonlar, rüzgar türbinleri, elektrikli araçlar ve iletkenlerden radarlara, sonarlara, LED ışıklara ve şarj edilebilir pillere kadar her şey için gereklidir.

ABD bir zamanlar kendi nadir toprak unsurlarını rafine ederken, bu üretim beş yıldan fazla bir süre önce durdu. Şimdi, bu unsurların iyileştirilmesi neredeyse tamamen diğer ülkelerde, özellikle Çin'de gerçekleşiyor.

Cornell'deki Dünya ve Atmosfer Bilimleri Doçenti ortak yazarı Esteban Gazel, “Nadir toprak element üretimi ve çıkarmanın çoğunluğu yabancı ulusların elindedir” dedi. “Yani ülkemizin güvenliği ve yaşam tarzı için, bu kaynağı kontrol etmek için geri dönmemiz gerekiyor.”

ABD'nin nadir toprak unsurları için yıllık ihtiyaçlarını karşılamak için, 10.000 kilogram (~ 22.000 pound) element çıkarması için yaklaşık 71.5 milyon ton (~ 78.8 milyon ton) çiğ cevher gerekecektir.

Mevcut yöntemler, kayayı sıcak sülfürik asit ile çözmeye dayanır, ardından çok benzer bireysel elemanları bir çözeltide birbirinden ayırmak için organik çözücüler kullanılır.

Barstow, “Bu işi daha iyi yapan bir hata yapmanın bir yolunu bulmak istiyoruz” dedi.

G. Oxydans, kaya çözen biolixiviant adı verilen bir asit yapmakla bilinir; Bakteriler, nadir toprak elemanlarından fosfatları çekmek için asidi kullanır. Araştırmacılar G. oxydans genlerini manipüle etmeye başladılar, böylece elemanları daha verimli bir şekilde çıkartılar.

Bunu yapmak için, araştırmacılar Barstow'un G. Oxydans'ın genomundaki 2.733 geni tek tek devre dışı bırakmalarına izin veren Nakavt Sudoku adı verilen gelişmeye yardımcı olan bir teknoloji kullandılar. Ekip, her biri belirli bir genle devrildi, böylece hangi genlerin elementleri kayadan çıkarmada rol oynadığını belirleyebildiler.

“İnanılmaz derecede iyimserim,” dedi Gazel. “Burada daha önce yapılan her şeyden daha verimli olacak bir süreç var.”

Barstow'un laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı Alexa Schmitz, Nature Communications'da yayınlanan “Gluconobacter Oxydans Nakavt koleksiyonu gelişmiş nadir toprak elemanı ekstraksiyonu buluyor” çalışmasının ilk yazarıdır.

---

Gönderme Zamanı: Tem-04-2022