Вирусы могут спасти от экологической катастрофы при добыче ископаемых

Редкоземельные элементы (РЗЭ) стали настоящим сокровищем современного мира. Они не сверкают на красных дорожках, но их ценность для технологического прогресса трудно переоценить. Команда биоинженера Сын-Вука Ли из Калифорнийского университета в Беркли разработала революционный метод добычи этих элементов с помощью генетически модифицированных вирусов, который может положить конец разрушительным последствиям традиционной горной промышленности. А может и наоборот.

В лаборатоории можно создать даже добытчика полезных ископаемых.

Новый способ добычи ископаемых

В статье, опубликованной в журнале Nano Letters, исследователи описывают безвредный вирус, действующий как микроскопический подводный шахтёр. Он извлекает редкоземельные элементы из дренажных вод шахт и после изменения температуры и pH отдаёт их для сбора. Такой подход может стать альтернативой современным методам добычи, которые наносят колоссальный ущерб экосистемам.

«Это значительный шаг к более устойчивой добыче и восстановлению ресурсов», — отметил Сын-Вук Ли, который также является научным сотрудником Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли. По его словам, биологическое решение предлагает более экологичный, недорогой и перерабатываемый способ получения критически важных материалов для будущего чистой энергетики.

Не забывайте о нашем Дзен, где очень много всего интересного и познавательного!

Команда Ли превратила бактериофаг — вирус, поражающий только бактерии и безопасный для человека, — в микродобывающую машину. Для этого добавили два специализированных белка. Первый представляет собой лантанид-связывающий пептид на поверхности фага, действующий как захват для сбора РЗЭ. Второй — эластиновый мотивный пептид, который при активации температурой выходит из раствора и доставляет собранные элементы.

Сам по себе вирус микроскопичен, но если использовать его в промышленных масштабах, многое может поменяться.

Примечательно, что биодобывающие вирусы сохраняют эффективность после завершения цикла работы и могут использоваться повторно. Их легко и недорого выращивать в промышленных масштабах: достаточно добавить их к бактериям, и при размножении бактерий вирус реплицируется вместе с ними.

Присоединяйтесь к нам в Telegram!

Преимущества биологической добычи редкоземельных металлов

По словам Ли, новый метод биодобычи «не только экологичен, но и невероятно прост, требуя лишь смесительный резервуар и нагреватель». С его помощью можно использовать программируемый биологический инструмент для выполнения сложной промышленной задачи, которая сейчас требует токсичных химикатов и большого количества энергии.

Любая страна с запасами РЗЭ, внедрившая такую технологию, сможет снизить зависимость от международных источников этих элементов, укрепив экономическую, промышленную и политическую независимость. В настоящее время Китай лидирует в добыче РЗЭ, извлекая около 240 000 тонн и перерабатывая 189 179 тонн в 2023 году — это 70% мировой добычи и 87% переработки.

РЗЭ используются почти во все сферах современного производства.

Если ищите что-то интересное на AliExpress, не проходите мимо Telegram-канала "Сундук Али-Бабы"!

Применение редкоземельных элементов в современных технологиях

Мир испытывает огромную потребность в этих элементах. Они используются в потребительской электронике — мобильных телефонах, компьютерах, телевизорах, светодиодах, объективах камер. Незаменимы РЗЭ и для промышленных применений: красители для стекла, лазеры, вооружение, МРТ-сканеры, каталитические нейтрализаторы, полировальные порошки для производства полупроводников, топливные элементы, аккумуляторы и многое другое.

Наиболее распространённое применение РЗЭ в 2023 году — около 45%, согласно данным правительства Канады, — это производство постоянных магнитов, которые делают возможными ветровые турбины, электромобили и вибрирующий магнит в смартфоне.