В Китае обнаружен папоротник, который производит редкоземельные элементы

Фото из открытых источников

Учёные обнаружили папоротник из Южного Китая, который естественным образом образует мельчайшие кристаллы, содержащие редкоземельные элементы (РЗЭ). Это открытие открывает путь к новому перспективному способу «зелёной добычи» этих минералов — фитодобыче.

Редкоземельные элементы (РЗЭ) – это группа из 17 элементов, все из которых являются металлами со схожими свойствами, которые необходимы для всего: от ветряных турбин и аккумуляторов электромобилей до смартфонов и медицинских сканеров. Как следует из названия, они встречаются редко и обычно в низких концентрациях в земной коре.

Их добыча обходится дорого и обычно включает крупномасштабные традиционные горнодобывающие работы, которые требуют использования агрессивных химикатов, что приводит к значительному загрязнению окружающей среды и повреждению земель. Именно поэтому исследователи изучают более чистые и устойчивые альтернативы на основе растений для сбора РЗЭ.

Согласно статье, опубликованной в журнале Environmental Science & Technology, исследователи изучали папоротник Blechnum orientale, собранный в богатых редкоземельными элементами районах Южного Китая. Он уже был известен как гипераккумулятор – растение, способное расти в почве и воде с высокой концентрацией металлов и поглощать их корнями. Однако они не знали, какую химическую форму принимают редкоземельные элементы внутри растения. Эти знания крайне важны для разработки наиболее эффективного процесса извлечения.

Используя высокопроизводительную технологию визуализации и химический анализ, команда обнаружила, что папоротник образует наноразмерные кристаллы богатого редкоземельными элементами минерала монацита в своих тканях, особенно в клеточных стенках и межклеточном пространстве. Монацит является одним из основных источников редкоземельных элементов в геологических рудных месторождениях по всему миру.

Авторы исследования также наблюдали за кристаллической формой, отметив, что она растёт в сложнейшей самоорганизующейся структуре из крошечных ветвей, сравнивая её с микроскопическим «химическим садом». Это первый случай, когда учёные увидели, как живое растение создаёт кристалл редкоземельного элемента.

Хотя в ближайшем будущем мы, возможно, не сможем добывать редкоземельные элементы в садах, это исследование служит ещё одним доказательством возможности фитодобычи. Это открытие, даже на примере всего лишь одного папоротника, подтверждает, что однажды растения смогут стать ценным, более дешёвым и менее разрушительным методом извлечения столь необходимых редкоземельных элементов.

«Наши результаты раскрывают ранее неизвестный, опосредованный растениями путь формирования критически важных минералов в супергенной среде. Это открытие не только проливает свет на обогащение и секвестрацию РЗЭ в процессе химического и биологического выветривания, но и открывает новые возможности для прямого извлечения функциональных материалов РЗЭ», — пишут исследователи.