Редкоземельные элементы, хотя и не особенно редки, их трудно собирать и они очень полезны для нашей жизни в 21 веке. Они используются почти во всех электронных технологиях, от мобильных телефонов до ветряных турбин. Без достаточного снабжения мы бы с трудом производили многое из нашей электронной роскоши. Хотя переработка электроники могла бы помочь, у нас нет эффективного и безопасного способа извлечения этих материалов. Большая часть электронных отходов в развитых странах отправляется за границу, где правила более мягкие, а дешевая рабочая сила может разбирать материалы без строгих правил охраны окружающей среды или техники безопасности.
Вспоминая периодическую таблицу Менделеева со средней школы, есть два ряда элементов, вырезанных из таблицы и помещенных в самом низу. Нижний ряд полон актинидов, элементов, используемых в ядерной науке. Ряд над актинидами — это лантаноиды, они составляют большую часть редкоземельных элементов, плюс еще два не в этом ряду, иттрий и скандий. Но их трудно обработать. Они почти всегда встречаются в небольших количествах, все вперемешку с другими элементами. В настоящее время процесс очистки этих материалов состоит из сотен стадий, включая растворение кислотами, химическое разделение и извлечение материала в сложных реакциях. Все эти химические реакции требуют больших затрат времени и денег и создают большой объем жидких отходов.
Исследователи из Пенсильванского университета и Национальной лаборатории Лоуренса Ливермора недавно опубликовали новое исследование доказательство концепции гораздо более простой методологии экстракции и разделения с использованием белка, выделенного из бактерий, называемых ланмодулином. Белок связан с желатиновыми микрошариками, изготовленными из морских водорослей, которые подвешены в колонне. Затем жидкую суспензию элементов переливают через колонку, и белок захватывает редкоземельные элементы, в то время как остальная жидкость вытекает. Затем они могут изменять переменные, окружающие микробные головки, чтобы позволить белку высвобождать редкоземельный материал.
Некоторые из их тестов смогли извлечь редкоземельные элементы с чистотой до 99%. Извлечение также заняло всего один или два цикла, что может значительно снизить воздействие на окружающую среду при приобретении этих материалов и предоставить возможность извлекать больше материалов из нетрадиционных источников, таких как электронные отходы и бассейны для отходов кислотных шахт. Хотя их метод все еще нуждается в расширении, это огромный прогресс в технологии нашей технологической цепочки поставок.
