출처: Phys.org광석에서 추출한 희토류 원소는 현대 생활에 필수적이지만, 채굴 후 정제하는 데 비용이 많이 들고 환경에 해로우며 대부분 해외에서 생산됩니다.새로운 연구에서는 글루코노박터 옥시단스(Gluconobacter oxydans)라는 박테리아를 제작하는 원리 증명에 대해 설명합니다. 이 박테리아는 전통적인 열화학적 추출 및 정제 방법의 비용과 효율성과 일치하면서도 미국 환경 기준을 충족할 만큼 깨끗한 방식으로 급증하는 희토류 원소 수요를 충족하는 데 큰 첫 걸음을 내딛었습니다.코넬 대학교 생물 및 환경 공학 조교수이자 이 논문의 수석 저자인 버즈 바스토우는 "우리는 암석에서 희토류 원소를 추출하기 위한 환경 친화적이고 저온, 저압의 방법을 고안하려고 노력하고 있습니다."라고 말했습니다.주기율표에 15개가 포함된 이 원소는 컴퓨터, 휴대전화, 화면, 마이크, 풍력 터빈, 전기 자동차, 도체부터 레이더, 소나, LED 조명, 충전식 배터리에 이르기까지 모든 것에 필요합니다.미국은 한때 희토류 원소를 자체 정제했지만, 50여 년 전에 생산이 중단되었습니다. 현재 이러한 원소의 정제는 거의 전적으로 다른 나라, 특히 중국에서 이루어집니다.코넬대 지구대기과학 부교수이자 공동 저자인 에스테반 가젤은 "희토류 원소 생산 및 추출의 대부분은 외국의 손에 있습니다."라고 말했습니다. "따라서 우리나라의 안보와 삶의 방식을 위해 우리는 희토류 자원의 통제를 다시 시작해야 합니다."미국의 연간 희토류 원소 수요를 충족하려면 10,000kg(약 22,000파운드)의 원소를 추출하기 위해 약 7,150만 톤(약 7,880만 톤)의 원광석이 필요합니다.현재의 방법은 뜨거운 황산으로 암석을 녹인 다음, 유기 용매를 사용하여 용액 속에서 매우 유사한 개별 원소를 서로 분리하는 것입니다.바스토우는 "우리는 그 일을 더 잘 해내는 벌레를 만드는 방법을 알아내고 싶습니다."라고 말했습니다.G. oxydans는 암석을 분해하는 바이오리시비언트(biolixiviant)라는 산을 생성하는 것으로 알려져 있습니다. 이 박테리아는 이 산을 이용하여 희토류 원소에서 인산염을 추출합니다. 연구진은 G. oxydans의 유전자를 조작하여 원소를 더욱 효율적으로 추출하기 시작했습니다.이를 위해 연구진은 바스토우가 개발에 참여한 녹아웃 수도쿠(Knockout Sudoku)라는 기술을 사용하여 G. oxydans 유전체의 2,733개 유전자를 하나씩 비활성화했습니다. 연구팀은 특정 유전자가 녹아웃된 돌연변이체를 선별하여 암석에서 원소를 추출하는 데 어떤 유전자가 역할을 하는지 파악했습니다."저는 엄청나게 낙관적입니다." 가젤은 말했다. "이제 우리는 이전에 시도되었던 어떤 것보다 더 효율적인 절차를 갖게 될 것입니다."바스토우 연구실의 박사후 연구원인 알렉사 슈미츠는 Nature Communications에 게재된 연구 "글루코노박터 옥시단스 노크아웃 컬렉션을 통한 향상된 희토류 원소 추출"의 첫 번째 저자입니다.게시 시간: 2022년 7월 4일
