Egy új tanulmány egy olyan baktérium, a Gluconobacter oxydans kifejlesztésének elvi módszerét írja le, amely nagy lépést tesz a ritkaföldfémek iránti égbe szökő kereslet kielégítésére. Ráadásul a módszer nem drágább, mint a jelenlegi termokémiai megoldások, de elég tiszta ahhoz, hogy megfeleljen a fejlett környezetvédelmi előírásoknak.
Az ércből nyert ritkaföldfémek létfontosságúak a modern technológiákhoz, de a bányászat utáni finomításuk költséges, károsítja a környezetet, és többnyire a távoli bányák környékén történik.
"Megpróbálunk egy környezetbarát, alacsony hőmérsékletű, alacsony nyomású módszert kidolgozni a ritkaföldfémek kőzetből történő kinyerésére" - mondta Buz Barstow, a Nature folyóiratban megjelent tanulmány vezető szerzője, a Cornell Egyetem biológiai és környezetmérnöki tanszékének kutatója.
Az elemek - amelyekből 15 van a periódusos rendszerben - a számítógépektől kezdve a mobiltelefonokban, képernyőkben, mikrofonokoban, szélturbinákban, elektromos járművekben, a radarokban, szonárokban, LED-lámpákban, újratölthető akkumulátorokban és még számos eszközben nélkülözhetetlenek.
A ritkaföldfémek finomítása elsősorban a kitermelő országokban, illetve különösen Kínában történik, ami egyfajta technológiai kiszolgáltatottságot jelent a fejlett gazdaságok számára, ami mára biztonsági kockázattá vált.
Csak az Egyesült Államokban a ritkaföldfémek iránti éves szükséglet kielégítéséhez nagyjából 71,5 millió tonna nyers ércre lenne szükség, amelyből 10 ezer kilogramm elemet lehetne kinyerni. A jelenlegi módszerek a kőzet forró kénsavval történő feloldására épülnek, majd szerves oldószereket használnak, hogy a nagyon hasonló egyes elemeket oldatban elválasszák egymástól.
"Szeretnénk kitalálni, hogyan lehetne olyan élőlényt kitenyésztani, amely jobban elvégzi ezt a munkát" - mondta Barstow. A Gluconobacter oxydans arról ismert, hogy egy biolixiviant nevű savat állít elő, amely feloldja a kőzeteket. A baktérium ezt a savat használja arra, hogy a ritkaföldfémekből foszfátokat vonjon ki. A kutatók elkezdték manipulálni a G. oxydans génjeit, hogy hatékonyabban vonja ki az elemeket.
Ehhez a kutatók a Barstow által kifejlesztett, Knockout Sudoku nevű technológiát használták, amellyel a G. oxydans genomjának 2733 génjét egyenként ki tudták kapcsolni. A csapat mutánsokat állított elő, amelyek mindegyikében egy adott gén volt kiütve, így azonosítani tudták, hogy mely gének játszanak szerepet az értékes elemek kinyerésében a kőzetből.
"Hihetetlenül optimista vagyok. Van itt egy olyan eljárás, amely hatékonyabb lesz, mint bármi, amit korábban csináltak" - mondta Esteban Gazel a tanulmány társszerzője, a Cornell föld- és légkörkutató intézetének docense.
