Бактерии из дубов могут помочь обрабатывать редкоземельные элементы

Бактериальный белок, обнаруженный в почках дуба черешчатого, можно использовать для более эффективной переработки редкоземельных элементов, необходимых для различных технологий.

Редкоземельные элементы используются в таких продуктах, как экраны смартфонов и телевизоров, двигатели электромобилей и ветряные турбины. Природные месторождения этих элементов можно найти и добывать во многих странах. Но в промышленных разделительных установках, необходимых для их переработки, используется энергоемкий метод, который обычно требует сотен стадий и использует много токсичных химикатов — то, что можно упростить с помощью естественных сокращений, обеспечиваемых определенным классом бактерий.

Джозеф Котруво-младший из Пенсильванского государственного университета и его коллеги обнаружили, что бактерия Hansschlegelia quercus содержит белок, который может помочь различать более легкие и более тяжелые типы редкоземельных элементов. Они выделили бактерию из почек дуба черешчатого, изучив сотни таких бактериальных белков, основываясь на своих предыдущих исследованиях, показывающих, как белки, обнаруженные в бактериях класса метролифов, могут помочь отделить редкоземельные элементы от нередкоземельных элементов.

Команда обнаружила, что если бактериальный белок связывается с более легким редкоземельным элементом, он с большей вероятностью также связывается с другой частью самого себя. Если белок связывается с более тяжелым редкоземельным элементом, он, скорее всего, останется одиночным.

Это открытие позволило исследователям показать, как белок может помочь разделить неодим и диспрозий — свет и тяжелые редкоземельные элементы соответственно, которые используются в постоянных магнитах, — на одном химическом этапе при комнатной температуре, не полагаясь на токсичные химические вещества.

Этот подход может помочь обрабатывать редкоземельные элементы, которые либо были добыты из-под земли, либо извлекаются из переработанных технических продуктов.

По словам Джейсона Лава из Эдинбургского университета в Великобритании, работа представляет собой «проверку концепции» подхода, который по-прежнему сталкивается со значительными проблемами, связанными с возможностью обработки редкоземельных элементов в крупном промышленном масштабе. «Существенной проблемой биохимического подхода является «производство» достаточного количества белка, чтобы иметь возможность проводить эти разделения в масштабе», - пояснил он.