Bakteriler Nadir Toprak Elementlerini Çıkarmada Bizden Daha İyi

Belirli bileşenlerden yapılan bir protein, ortaya çıkan cevherden neodimyum ve disprosyum elementlerini uzaklaştırmakla kalmaz, aynı zamanda bunları birbirinden de ayırır. Bu metallere olan talep, sonunda rüzgar türbinleri ve elektrikli araçlardaki rolleriyle akıllı telefonlara olan mevcut talebi artırabilir ve nihayetinde dekarbürizasyon yarışının gidişatını değiştirebilir.

Arborial bir bakteriden elde edilen lanmodulin, daha temiz enerji üretimine giden yolu nasıl açabilir? Resim kredisi: Penn State (CC BY-NC-ND 4.0)

İsimlerine rağmen, nadir toprak elementleri aslında o kadar da nadir değildir. Örneğin neodim, cıva (67.) ve altın (75.) ile birlikte katmanlı kabukta en bol bulunan 27. elementtir. Etkileyici bir güç elde etmek için demire püskürtülmesi gereken neodim miktarı azdır, bu nedenle Dünya’nın çoğalması pek olası değildir. Ne yazık ki, bu faydalı elementleri çıkarmak ve saflaştırmak zor ve pahalıdır. Doğanın içerdiği teknolojiyi etkinleştirin. Pennsylvania Eyalet Üniversitesi’nden bilim adamları, lanmodulin proteininin yalnızca belirli bir doğum nesnesinin benzer öğelerini ayırt edebildiğini buldular.

Joseph Kotruvo, “Biyoloji, nadir toprak elementlerini diğer tüm metallerden ayırmayı başardı – ve şimdi sahip olduğu kaynakları, yararlı bulmadığı nadir toprak elementlerinden nasıl ayırdığını bile görebilirsiniz” dedi. “Bu yaklaşımları madenciliğe nasıl uyarlayabileceğimize ve nadir toprak elementlerini nasıl sınırlandırabileceğimize bakıyoruz.” Lantanitler dahili olarak bir arada bulunur ve ortak elementlerle karışır ve onları aynı yerde biriktiren benzer kimyasal bileşim de ayrılmayı engeller. Kotruvo, “Onları sorunun bir parçası olan kayadan kurtarmak için bir fırsat var, ancak birçok çözüm var” dedi. Ancak ortadan kaybolduklarında ikinci bir sorunla karşılaşacaksınız çünkü birkaç nadir toprak öğesini birbirinden ayırmanız gerekecek. Birçoğu için bu, bireysel nadir toprak elementlerini ayırt etmelerini sağlayan en büyük ve en ilginç zorluktur.” Mevcut ürünler, her biri toksik kimyasallar gerektirdiğinden, bazen dudaklar da dahil olmak üzere her zaman koruyucu maddeler içerir.

Altı yıl önce, Cotruvo ve meslektaşları, metilotropik böceklerden, lantanitlere karşı daha yaygın metallerden 100 milyon kat daha aktif olduğunu buldukları bir proteini izole ettiler.

Kotruvo, potansiyel olarak yararlı olmakla birlikte, soruların en zor kısmı, 15 maddelik karışımı çözmediğini söylüyor.

Bununla birlikte, bunun, farklı lanmodulin dokuları tarafından üretilen benzer proteinlerin bir ailesi olduğu ortaya çıktı. Meşe gövdelerinin tomurcuklarında bulunan Hansschlegelia quercus bakterisi, lantanitleri ayırt edebildiği gibi, hepsini diğer metallerden de ayırt edebilir. Hafif bir lantanide bağlandığında, Hanschlehelia lanmodulin iki özdeş tek (dimerik) agrega oluşturur, ancak grup, daha ağır üyeleriyle yalnız kalır. Kotruvo, “Bu metallerin boyut olarak bu kadar benzer olması şaşırtıcı.” Dedi. “Bu protein, birkaç metre farkla, yani bir atomun çapının onda birinden daha az bir farkla, çoğumuz için hayal bile edilemeyecek derecede farklılaşabiliyor.”

Ekip, kalıcı pillerde kullanılan iki lantanit olan Irma’daki neodimyum ve disprosyumu, özelliklerini etkilemeden proteini boncuklara bağlayarak organik çözücülerin kullanımından veya yüksek sıcaklıklardan korudu. Yapraklar. Neodimyum ve disprosyumu periyodik tabloda altı noktaya bölün. Aslında buluşma, yakın komşuların bir versiyonudur, hepsi birbirinden farklıdır ve yaşlılar bahçeden sadece birkaç metre uzakta yaşarlar. Ekip, X-ışını kristalografisini kullanarak, lanmodulin’in elementlerini farklı şekilde işlemesi için kritik olan tek bir amino asit buldu.

Kotruvo, “Bu fenomeni daha fazla ayarlayarak belki en alttaki toprak elementlerini verimli bir şekilde yan yana hedef tabloya yerleştirmek mümkün olabilir” dedi. Çevresel ve ekonomik faydalara ek olarak, çalışmanın önemli jeopolitik sonuçları da olabilir. Başka bir harici depolama tesisi olmadığı için Çin, nadir elementlerinin üretimine hakimdir, ancak ilgili kirliliğe müsamaha göstermez. Bu hakimiyet şu anda ABD’yi ve rakiplerini endişelendiriyor ve daha temiz yollarla daha da çekici hale getiriliyor.

Yorum yapın