स्रोत: Phys.org

धातूपासून बनवलेले दुर्मिळ पृथ्वीचे घटक आधुनिक जीवनासाठी महत्त्वाचे आहेत परंतु खाणकामानंतर त्यांचे शुद्धीकरण करणे महागडे आहे, पर्यावरणाला हानी पोहोचवते आणि बहुतेकदा ते परदेशात आढळते.

एका नवीन अभ्यासात ग्लुकोनोबॅक्टर ऑक्सिडॅन्स नावाच्या जीवाणूच्या अभियांत्रिकीतील तत्त्वाच्या पुराव्याचे वर्णन केले आहे, जे पारंपारिक थर्मोकेमिकल निष्कर्षण आणि शुद्धीकरण पद्धतींच्या किंमती आणि कार्यक्षमतेशी जुळणारे आणि अमेरिकन पर्यावरणीय मानके पूर्ण करण्यासाठी पुरेसे स्वच्छ असलेल्या दुर्मिळ पृथ्वी घटकांची वाढती मागणी पूर्ण करण्याच्या दिशेने एक मोठे पहिले पाऊल उचलते.

"आम्ही खडकातून दुर्मिळ पृथ्वी घटक बाहेर काढण्यासाठी पर्यावरणपूरक, कमी-तापमान, कमी-दाब पद्धत शोधण्याचा प्रयत्न करत आहोत," असे पेपरचे वरिष्ठ लेखक आणि कॉर्नेल विद्यापीठातील जैविक आणि पर्यावरणीय अभियांत्रिकीचे सहाय्यक प्राध्यापक बुझ बार्स्टो म्हणाले.

नियतकालिक सारणीमध्ये १५ घटक आहेत - ते संगणक, सेल फोन, स्क्रीन, मायक्रोफोन, पवन टर्बाइन, इलेक्ट्रिक वाहने आणि कंडक्टरपासून ते रडार, सोनार, एलईडी दिवे आणि रिचार्जेबल बॅटरीपर्यंत सर्व गोष्टींसाठी आवश्यक आहेत.

अमेरिकेने एकेकाळी स्वतःच्या दुर्मिळ पृथ्वी घटकांचे शुद्धीकरण केले होते, परंतु पाच दशकांहून अधिक काळापासून ते उत्पादन थांबले आहे. आता, या घटकांचे शुद्धीकरण जवळजवळ पूर्णपणे इतर देशांमध्ये, विशेषतः चीनमध्ये होते.

"दुर्मिळ पृथ्वी घटकांचे उत्पादन आणि उत्खनन बहुतेक परदेशी राष्ट्रांच्या हातात आहे," असे सह-लेखक एस्टेबन गॅझेल, कॉर्नेल येथील पृथ्वी आणि वातावरणीय विज्ञानाचे सहयोगी प्राध्यापक म्हणाले. "म्हणून आपल्या देशाच्या आणि जीवनशैलीच्या सुरक्षिततेसाठी, आपल्याला त्या संसाधनावर नियंत्रण ठेवण्यासाठी पुन्हा मार्गावर येण्याची आवश्यकता आहे."

अमेरिकेतील दुर्मिळ पृथ्वी घटकांच्या वार्षिक गरजा पूर्ण करण्यासाठी, १०,००० किलोग्रॅम (~२२,००० पौंड) घटक काढण्यासाठी अंदाजे ७१.५ दशलक्ष टन (~७८.८ दशलक्ष टन) कच्च्या धातूची आवश्यकता असेल.

सध्याच्या पद्धतींमध्ये खडक गरम सल्फ्यूरिक आम्लाने विरघळवण्यावर अवलंबून असतात, त्यानंतर सेंद्रिय द्रावकांचा वापर करून द्रावणात एकमेकांसारखे घटक वेगळे केले जातात.

"आम्हाला असा बग कसा बनवायचा जो ते काम अधिक चांगल्या प्रकारे करेल याचा मार्ग शोधायचा आहे," बार्स्टो म्हणाले.

जी. ऑक्सिडॅन्स हे खडक विरघळवणारे बायोलिक्सिव्हिएंट नावाचे आम्ल तयार करण्यासाठी ओळखले जाते; जीवाणू दुर्मिळ पृथ्वीच्या घटकांमधून फॉस्फेट काढण्यासाठी या आम्लाचा वापर करतात. संशोधकांनी जी. ऑक्सिडॅन्सच्या जनुकांमध्ये फेरफार करण्यास सुरुवात केली आहे जेणेकरून ते घटक अधिक कार्यक्षमतेने काढू शकेल.

हे करण्यासाठी, संशोधकांनी बार्स्टोने विकसित केलेल्या तंत्रज्ञानाचा वापर केला, ज्याला नॉकआउट सुडोकू म्हणतात, ज्यामुळे त्यांना जी. ऑक्सिडॅन्सच्या जीनोममधील २,७३३ जनुके एक-एक करून निष्क्रिय करता आली. टीमने उत्परिवर्तनांचे संकलन केले, प्रत्येकाचे एक विशिष्ट जनुक नॉकआउट होते, जेणेकरून ते ओळखू शकतील की खडकातून घटक बाहेर काढण्यात कोणती जीन्स भूमिका बजावतात.

"मी अविश्वसनीयपणे आशावादी आहे," गॅझेल म्हणाली. "आमच्याकडे येथे एक प्रक्रिया आहे जी पूर्वी केलेल्या कोणत्याही गोष्टींपेक्षा अधिक कार्यक्षम असणार आहे."

बार्स्टोच्या प्रयोगशाळेतील पोस्टडॉक्टरल संशोधक अलेक्सा श्मिट्झ, नेचर कम्युनिकेशन्समध्ये प्रकाशित झालेल्या "ग्लुकोनोबॅक्टर ऑक्सिडॅन्स नॉकआउट कलेक्शन फाइंड्स इम्प्रोव्ह्ड रेअर अर्थ एलिमेंट एक्सट्रॅक्शन" या अभ्यासाच्या पहिल्या लेखिका आहेत.

---

पोस्ट वेळ: जुलै-०४-२०२२