Инженеринг на процеси Бактериите како ловци на богатство - спектар на наука
Инженеринг на процеси: бактерии како ловци на богатство
Секој стар мобилен телефон, секој расипан лаптоп има ризница на скапоцени суровини: до 70 различни ретки и скапи метали како злато и платина, како и помалку познати видови како што се неодимиум, лантан или итриум. Но, тешко се доаѓа до малите количини на овие „високо-технолошки зачини“. Освен фактот дека само неколку користени електрични уреди некогаш стигнуваат до место за собирање на отпад, сè уште постои потреба за техничка иновација. Бидејќи претходните процеси со кои се рециклираат почести метали, како што се бакар или алуминиум, не се соодветни за ефикасно извлекување на многу мали количини на ретки метали од електронски отпад, на пример.
Во иднина, тука треба да помогнат бактериите, габите, квасеците и алгите - а можеби и истовремено да се исчисти отпадот од токсични тешки метали. Процесот на „биосорпција“ работи многу едноставно во теорија: Прво, металите се извлекуваат од отпадот и се раствораат во соодветна течност. Високо разредениот метален раствор потоа се пренесува преку резервоар со материјал од биолошки филтер направен од живи клетки - металните честички се таложат таму на одредени протеини на површината на клетката. Ако филтерот за биомаса е тогаш заситен со метали - што може да ја зголеми неговата сува тежина до 25 проценти - металите се хемиски одвоени од клетките користејќи помало количество друг растворувач. На крајот, се добива високо концентриран раствор кој содржи метал.
Теоретски многу едноставна
Би било идеално ако можете да изберете кои метали се извлекуваат од почетниот материјал во текот на процесот. Сепак, ова сè уште не е постигнато - досега е нејасно познато кои функционални молекуларни делови на bacterидот на бактериите се всушност вклучени во ефектот на филтерот. Неколку истражувачки тимови ширум светот се обидуваат да откријат и работат на прашањето како може селективно да се измени клеточната површина така што само посакуваните метали да се прицврстуваат на неа.
Други групи, од друга страна, се специјализирани за извлекување на типични метали од многу специфични суровини - како што е Лин Макаски од Универзитетот во Бирмингем, специјализирана за обновување на метали од остатоци и индустриска троска. Членот на тимот, Анџела Мареј работи со прашина од патот, на пример. Бидејќи ситните честички што содржат платина, паладиум и родиум се одделуваат од автомобилските катализатори за време на секое патување. Возилата за чистење дури ја собираат и прашината на патот, но тогаш претежно сè завршува на депонијата. Скапото располагање со скапоцености, нагласува Мареј: „Нашите улици се поплочени со платина, така да се каже“. За да ги извадат скапоцените предмети од прашина, истражувачите користат Ешерихија коли-Бактерии кои веќе се користат индустриски за различни намени и се достапни ефтино во големи количини. Покрај тоа, тие можат да се користат повеќе пати како филтер материјал за биосорпција - предуслов за правење на процесот привлечен за индустриски цели.
Незадржливо во пракса
Сепак, ниту една постапка не е целосно развиена денес. На пример, во зависност од составот на почетните материјали, во биофилтрите се акумулираат сосема различни метали; а остатоците од бакар, особено, можат да го попречат таложењето на попосакувани, но помалку концентрирани метали. „Ако можам да изберам одреден метал од мешавина, ќе бев милионер“, се смее Макаски.
Бохумил Волески, емитуритет на професорот на универзитетот Мекгил во Монтреал, прифаќа друг пристап: за разлика од британските истражувачи, тој сугерира дека биосорпцијата треба да се користи прво во третманот на отпадни води. Ова не мора да носи профит и има јасна предност од многу ниски трошоци - со добредојден несакан ефект на обновување на металот. Во пристапот на Волески игра улога Саргасум-Морските алги играат голема улога како биофилтер, бидејќи е погоден за многу различни метали: Можете дури да го користите за збогатување на ретки земји како што се лантан или еуропиум. Морските алги, исто така, растат бесплатно во многу водни тела. Сега некој треба само да го собере и да го испорача. За жал, нема добавувачи затоа што сеуште нема купувачи - и обратно.
Како и да е, Волески е расположен: „Процесот работи“, тоа не е ништо повеќе од јонска размена, како што веќе се користи, на пример, за обновување на бакар, цинк или никел од отпадна вода. Филтрите што се користат денес се претежно гранули направени од таканаречени адсорберни смоли, на кои пожелно се таложат различни метали во зависност од видот на смолата. Овие синтетички произведени, релативно скапи хемикалии треба да се заменат со биомаса - тие се поевтини, поразновидни и не трошат дополнителна енергија за производство. Добри почетни услови за кариера како лов на богатство за микроорганизми.