Une petite bactérie travailleuse – qui pèse un billionième de gramme – pourrait bientôt avoir une grande impact sur le traitement des éléments des terres rares de manière écologique.
Dans une nouvelle étude, des scientifiques de l#39Université Cornell montrent que la modification génétique de cette bactérie pourrait améliorer l#39efficacité de la purification des éléments présents dans les smartphones, les ordinateurs, les voitures électriques et les éoliennes, et pourrait même stimuler les chaînes d#39approvisionnement économiques mondiales.
Vibrio natriegens, la bactérie, propose une méthode sturdy – appelée biosorption – pour extraire les éléments précieux et nécessaires plutôt que d#39utiliser des méthodes additionally anciennes et polluantes, lourdes en solvants.
La recherche de Cornell, « Plusieurs cycles de mutagenèse aléatoire et de sélection in vivo chez Vibrio Natriegens entraînent une augmentation substantielle de la capacité de liaison des ETR », a été publiée le 6 décembre dans Synthetic Biology, une revue de l#39American Chemical Culture.
« Les méthodes thermochimiques traditionnelles de séparation des lanthanides sont horribles pour l#39environnement », a déclaré Buz Barstow, professeur adjoint de génie biologique et environnemental à Cornell, l#39auteur correspondant. « Il est difficile de raffiner ces éléments. C#39est pourquoi nous envoyons des éléments de terres rares à l#39étranger, généralement en Chine, pour les traiter. »
Les étudiants au doctorat Sean Medin et Anastacia Dressel ont dirigé la recherche pour modifier génétiquement une souche de Vibrio natriegens afin d#39augmenter sa capacité à biosorber – ou à extraire – des éléments de terres rares.
Les chercheurs ont modifié le génome de Vibrio natriegens avec un plasmide appelé MP6, qui introduit des erreurs dans le génome, puis ont criblé les mutants pour détecter une biosorption accrue des éléments des terres rares. « Étant donné la facilité de trouver des mutants de biosorption significatifs, ces résultats mettent en évidence le nombre de gènes susceptibles de contribuer à la biosorption », a-t-il déclaré, « ainsi que le pouvoir de la mutagenèse aléatoire pour identifier les gènes d#39intérêt et optimiser un système biologique pour une tâche ».
Les éléments des terres rares jouent un rôle essentiel dans la société moderne. On les retrouve dans les ordinateurs, les batteries et les technologies d’énergie propre. Début 2021, la Maison Blanche a ordonné une évaluation qui a ensuite révélé une dépendance excessive à l’égard de sources étrangères et de nations adverses traitant les éléments, ce qui pose un problème de sécurité nationale et économique.
Vibrio natriegens – et une gamme croissante d#39outils bactériens – offrent un moyen de ramener en toute sécurité le traitement des éléments de terres rares et des minéraux aux États-Unis. Par exemple, à la mine d#39éléments de terres rares de Mountain Move en Californie, près de la pointe de la frontière du Nevada. le traitement biologique pourrait ramener cette mine à une productivité nationale robuste, a déclaré Barstow.
« Ce nouveau travail nous donne une prospect de dépasser les méthodes thermochimiques », a déclaré Barstow. « Nous pouvons concevoir cette bactérie ainsi que d#39autres et comme nous n#39avons pas besoin de purifier les protéines, nous pouvons faire fonctionner ce sort de système à beaucoup moins cher que les processus biologiques concurrents. »
Les États-Unis n#39ont as well as d#39abilities dans les méthodes de traitement thermochimique, a déclaré Barstow. « Pour purifier les éléments des terres rares, nous nous retrouvons désormais avec des méthodes vertes concurrentes », a-t-il déclaré. « Donc, même si nous voulions utiliser les anciennes méthodes thermochimiques, nous ne pourrions probablement pas le faire. Nous ne savons plus remark le faire. »
Barstow a déclaré : « Nous sommes obligés d#39innover pour sortir de ce problème. »
Cette recherche a été soutenue par la Cornell Presidential Existence Sciences Graduate Fellowship, le Cornell Energy Devices Institute, la Cornell Engineering Finding out Initiative, le Burroughs Welcome Fund, un prix Academic Enterprise Fund du Cornell Atkinson Center for Sustainability, une subvention rapide du projet Cornell 2030 et un cadeau de Mary Fernando Conrad et Tony Conrad.
