O echipă de oameni de știință condusă de China spune că a găsit un mineral format natural cu pământuri rare, o premieră mondială care oferă un "model circular verde" pentru extragerea pământurilor rare de mare valoare, potrivit unei instituții din spatele studiului, informează South China Morning Post.
Cercetătorii au spus că descoperirea monazitei (n. r.: fosfat natural al unor pământuri rare, de culoare galbenă-brună, roșie sau cafenie) la scară nanometrică într-o plantă vie "deschide noi posibilități pentru recuperarea directă a materialelor funcționale ale elementelor de pământuri rare".
"Din câte știm, aceasta este cea mai timpurie apariție raportată a elementelor de pământuri rare care se cristalizează într-o fază minerală într-un hiperacumulator", au spus ei.
"Această lucrare susține fezabilitatea fitomineritului și introduce o abordare inovatoare, bazată pe plante, pentru dezvoltarea durabilă a resurselor de pământuri rare", a scris echipa în revista Environmental Science & Technology luna aceasta.
Cercetătorii de la Institutul de Geochimie din Guangzhou din cadrul Academiei Chineze de Științe au colaborat cu un om de știință din departamentul de geoștiințe de la Virginia Tech din Statele Unite pentru această lucrare.
Ce e fitominarea
Fitominarea este o metodă ecologică care folosește așa-numitele plante hiperacumulatoare pentru a extrage metale din sol.
Strategia subexplorată a oferit potențial pentru aprovizionarea durabilă cu pământuri rare, a spus echipa.
În lucrare, oamenii de știință au descris hiperacumulatorii ca fiind plante care ar putea concentra metale grele sau metaloizi în țesutul lor la niveluri de sute până la mii de ori mai mari decât solul înconjurător.
"Valorificând această capacitate remarcabilă, fitomineritul implică cultivarea acestor plante pe soluri bogate în metale și recuperarea metalelor țintă din biomasa recoltată. Această strategie reduce dependența de mineritul convențional, atenuând în același timp riscurile de mediu și geopolitice asociate", au spus ei.
Ce e monazitul?
Monazitul este un mineral fosfat bogat în pământuri rare, inclusiv ceriu, lantan și neodim.
În timp ce monazitul se forma de obicei sub presiune ridicată și temperatură de sute de grade Celsius, plantele au prezentat o alternativă pentru mineralizarea lor în condiții ambientale de suprafață a Pământului, au spus oamenii de știință.
Mineralul are un punct de topire ridicat, emisivitate optică excelentă și rezistență excepțională la coroziunea de la sticla topită și daunele provocate de radiații.
Proprietățile sale mecanice, fizice și termice remarcabile îl fac foarte potrivit pentru aplicații precum acoperiri și bariere de difuzie, luminofori, lasere și emițătoare de lumină, conductori ionici și matrice pentru gestionarea deșeurilor radioactive, potrivit echipei.
În studiu, cercetătorii au colectat mostre de plante dintr-un hiperacumulator de pământuri rare cunoscut – o ferigă veșnic verde numită Blechnum orientale – și solul din jurul lor.
Probele au fost culese și transportate din depozite de pământuri rare din orașul Guangzhou din sudul Chinei.
Analiza echipei a arătat că elementele de pământuri rare au fost concentrate în pinna, urmate de sistemul radicular și tulpina frunzelor. Mineralele cristalizează în țesuturile extracelulare în condiții ambientale pentru plante pentru a preveni pătrunderea elementelor non-nutritive în celule și pentru a se detoxifia, potrivit lucrării.
Cercetătorii au spus că formarea monazitei a avut loc printr-un proces similar cu o grădină chimică, care prezintă structuri asemănătoare plantelor care se formează atunci când o sămânță de sare metalică este aruncată într-o soluție apoasă care conține anioni, cum ar fi silicatul sau fosfatul.
De asemenea, servește ca exemplu în chimie al unui proces de non-echilibru auto-organizat care creează structuri complexe.
"Acest fenomen este apariția recent recunoscută a unei grădini chimice într-o plantă, determinată de concentrația locală ridicată de săruri metalice (pământuri rare și fosfat) într-un mediu apos", au scris ei.
De ce e relevant?
Într-o declarație de joi, Institutul de Geochimie din Guangzhou a declarat că studiul oferă "o nouă cale pentru utilizarea durabilă a resurselor de pământuri rare".
"Prin plantarea de plante hiperacumulatoare, pământurile rare de mare valoare pot fi recuperate din plante în timp ce remediază solul poluat și restabilește ecologia sterilului de pământuri rare, realizând astfel un model circular verde de remediere și reciclare în același timp", a spus acesta.
Comentează