細菌タンパク質がレアアース元素回収をいかに革新しうるか
ペンシルベニア州立大学の研究者たちが、細菌タンパク質を用いてネオジムやジスプロシウムなどのレアアース元素を分離するという自然の秘密を解き明かし、鉱業と技術リサイクルを根本から変える可能性がある仕組みを紹介します。
レアアースは、スマートフォンからハードドライブまで、ほぼすべての現代技術において不可欠な構成要素である
ネオジムやジスプロシウムなどのレアアース元素は、スマートフォンからハードドライブに至るまで、ほぼすべての現代技術において不可欠な構成要素であるが、地殻から抽出すること、および相互に分離することは極めて困難であることで知られている。
ペンシルベニア州立大学の科学者たちは、細菌がレアアース元素を選択する新たなメカニズムを発見した。それは、細菌タンパク質が特定のレアアース元素に結合しているときにのみ、自身の別の単位と結合する、すなわち「二量体化」する能力を利用するものである。
「我々の方法は、理論上、レアアースが採取されるあらゆる方法に適用可能です。」
By figuring out how this molecular handshake works at the atomic level, the researchers have found a way to separate different rare-earth metals from one another under normal room temperature conditions. This strategy could lead to more efficient, greener mining and recycling practices for the entire tech sector, the scientists state."Biology manages to differentiate rare earths from all the other metals out there — and now, we can see how it even differentiates between the rare earths it finds useful and the ones it doesn't," said Joseph Cotruvo Jr., a chemist at Penn State and lead author of a U.S. National Science Foundation-supported paper reporting the discovery in the journal Nature. "We're showing how we can adapt these biological approaches for rare-earth recovery and separation."
Cotruvo氏は、レアアース元素は実際には比較的豊富に存在するが、鉱物学者が「分散」と呼ぶ状態にあり、つまり地球上に低濃度で散在していると説明した。
「既に所有している機器からレアアースを回収できれば、それらを採掘することにそれほど依存しなくて済むかもしれない」とCotruvo氏は述べた。しかし同氏は、供給源が何であれ、純粋な物質を得るために一つのレアアースを別のものから分離するという課題は依然として残ると付け加えた。
「岩石からであれ機器からであれ金属を採掘する場合、依然として分離を行う必要がある」とCotruvo氏は述べた。「我々の方法は、理論上、レアアースが採取されるあらゆる方法に適用可能です。」
Originally published in NSFImage credit: jcomp / Freepik.