Sumber: Phys.org

Unsur -unsur tanah jarang dari bijih sangat penting untuk kehidupan modern tetapi menyempurnakannya setelah penambangan mahal, membahayakan lingkungan dan sebagian besar terjadi di luar negeri.

Sebuah studi baru menggambarkan bukti prinsip untuk merekayasa bakteri, Gluconobacter oxydans, yang mengambil langkah besar pertama untuk memenuhi permintaan unsur tanah jarang yang meroket dengan cara yang sesuai dengan biaya dan efisiensi ekstraksi termokimia tradisional dan metode penyempurnaan dan cukup bersih untuk memenuhi standar lingkungan AS.

"Kami mencoba untuk menghasilkan metode yang ramah lingkungan, suhu rendah, dan bertekanan rendah untuk mengeluarkan elemen-elemen tanah jarang dari batu," kata Buz Barstow, penulis senior surat kabar dan asisten profesor teknik biologis dan lingkungan di Cornell University.

Unsur -unsur - yang ada 15 dalam tabel periodik - diperlukan untuk segala hal mulai dari komputer, ponsel, layar, mikrofon, turbin angin, kendaraan listrik dan konduktor hingga radar, sonar, lampu LED dan baterai yang dapat diisi ulang.

Sementara AS pernah menyempurnakan elemen tanah jarangnya sendiri, produksi itu berhenti lebih dari lima dekade yang lalu. Sekarang, penyempurnaan elemen -elemen ini terjadi hampir seluruhnya di negara -negara lain, khususnya Cina.

"Mayoritas produksi dan ekstraksi elemen bumi jarang ada di tangan negara-negara asing," kata rekan penulis Esteban Gazel, profesor ilmu bumi dan atmosfer di Cornell. "Jadi untuk keamanan negara dan cara hidup kita, kita perlu kembali ke jalurnya untuk mengendalikan sumber daya itu."

Untuk memenuhi kebutuhan tahunan AS untuk elemen tanah jarang, sekitar 71,5 juta ton (~ 78,8 juta ton bijih mentah akan diminta untuk mengekstraksi 10.000 kilogram (~ 22.000 pound) elemen.

Metode saat ini bergantung pada pembubaran batuan dengan asam sulfat panas, diikuti dengan menggunakan pelarut organik untuk memisahkan elemen individu yang sangat mirip dari satu sama lain dalam larutan.

"Kami ingin mencari cara untuk membuat bug yang melakukan pekerjaan itu lebih baik," kata Barstow.

G. Oxydans dikenal karena membuat asam yang disebut biolixiviant yang melarutkan batu; Bakteri menggunakan asam untuk menarik fosfat dari elemen tanah jarang. Para peneliti telah mulai memanipulasi gen G. oxydans sehingga mengekstraksi elemen secara lebih efisien.

Untuk melakukannya, para peneliti menggunakan teknologi yang Barstow bantu kembangkan, yang disebut Knockout Sudoku, yang memungkinkan mereka untuk menonaktifkan 2.733 gen dalam genom G. oxydans satu per satu. Tim mengkuratori mutan, masing -masing dengan gen tertentu tersingkir, sehingga mereka dapat mengidentifikasi gen mana yang berperan dalam mengeluarkan elemen dari batu.

"Saya sangat optimis," kata Gazel. "Kami memiliki proses di sini yang akan lebih efisien daripada apa pun yang dilakukan sebelumnya."

Alexa Schmitz, seorang peneliti postdoctoral di Barstow's Lab, adalah penulis pertama penelitian ini, "Koleksi Knockout Gluconobacter Oxydans menemukan peningkatan ekstraksi elemen tanah jarang," yang diterbitkan dalam Nature Communications.

---

Waktu posting: Jul-04-2022