Font: Phys.org

Els elements de la terra rara del mineral són vitals per a la vida moderna, però perfeccionar -los després de la mineria és costós, perjudica el medi ambient i es produeix majoritàriament a l'estranger.

Un nou estudi descriu una prova de principi per a l’enginyeria d’un bacteri, Gluconobacter oxydans, que fa un gran pas per satisfer la demanda d’elements de terra rara de manera que coincideixi amb el cost i l’eficiència dels mètodes tradicionals d’extracció i refinament termoquímics i és prou net per complir els estàndards mediambientals dels Estats Units.

"Estem intentant trobar un mètode de baixa temperatura i de baixa a temperatura ambientalment per treure elements de la Terra Rare", va dir Buz Barstow, autor sènior del paper i professor ajudant d'enginyeria biològica i ambiental de la Universitat de Cornell.

Els elements, dels quals n’hi ha 15 a la taula periòdica, són necessaris per a tot, des d’ordinadors, telèfons mòbils, pantalles, micròfons, aerogeneradors, vehicles elèctrics i conductors fins a radars, sonars, llums LED i bateries recarregables.

Mentre que els Estats Units van perfeccionar els seus propis elements de terra rara, aquesta producció es va aturar fa més de cinc dècades. Ara, el perfeccionament d’aquests elements té lloc gairebé completament en altres països, en particular la Xina.

"La majoria de la producció i l'extracció d'elements de terra rara està en mans de les nacions estrangeres", va dir el coautor Esteban Gazel, professor associat de ciències de la Terra i de les Ciències Atmosfèriques de Cornell. "Així que per a la seguretat del nostre país i forma de vida, hem de tornar al camí de controlar aquest recurs."

Per satisfer les necessitats anuals dels elements de la Terra Rare, aproximadament 71,5 milions de tones (~ 78,8 milions de tones) de mineral brut haurien d’extreure 10.000 quilograms (~ 22.000 lliures) d’elements.

Els mètodes actuals es basen en dissoldre roca amb àcid sulfúric calent, seguit de l'ús de dissolvents orgànics per separar elements individuals molt similars els uns dels altres en una solució.

"Volem esbrinar una manera de fer un error que faci aquesta feina millor", va dir Barstow.

G. oxidans és conegut per fer un àcid anomenat biolixiviant que dissol la roca; El bacteri utilitza l’àcid per treure fosfats d’elements de la terra rara. Els investigadors han començat a manipular els gens de G. oxydans, de manera que extreu els elements de manera més eficient.

Per fer -ho, els investigadors van utilitzar una tecnologia que Barstow va ajudar a desenvolupar -se, anomenada Knockout Sudoku, que els va permetre desactivar els 2.733 gens del genoma de G. oxydans un per un. L’equip va comissar els mutants, cadascun amb un gen específic va assolar, de manera que podien identificar quins gens tenen papers per treure elements fora de la roca.

"Sóc increïblement optimista", va dir Gazel. "Tenim un procés aquí que serà més eficient que qualsevol cosa que es feia abans."

Alexa Schmitz, investigadora postdoctoral del laboratori de Barstow, és la primera autora de l'estudi, "La col·lecció Gluconobacter Oxydans Knockout troba una millora de l'extracció d'elements de terres rares", publicat a Nature Communications.

---

Posada hora: Jul-04-2022