Результати цього дослідження можуть посприяти розробці екологічнішого способу видобутку мінеральних ресурсів, від яких людство залежить дедалі більше.
У чому полягає це дивовижне відкриття
Дослідники Китайської академії наук нещодавно виявили неймовірну суперздатність, приховану в тканинах папороті Blechnum orientale. Ця рослина спроможна вирощувати у своїх тканинах рідкісноземельні елементи (РЗЕ).
Загалом існує 17 рідкісноземельних елементів. Ці металеві матеріали широко використовуються у всіх видах техніки – від вітряних турбін та комп’ютерів до широкосмугових кабелів та медичних приладів. Насправді вони не такі вже й рідкісні, але витягувати їх із земної кори у придатному для використання вигляді – складне і дороге завдання.
Ось тут на допомогу може прийти ідея фітодобування – використання рослин, відомих як гіперакумулятори, для вилучення мінеральних ресурсів із ґрунту. Ці рослини здатні рости на ґрунтах, багатих металами, та зв’язуватися з ними, розповіло видання Science Alert.
«РЗЕ є найважливішими металами для чистої енергетики та високотехнологічних додатків, проте їхнє постачання стикається з екологічними та геополітичними проблемами», – написала команда дослідників під керівництвом геолога Люцина Хе у звітній статті.
«Фітомайнінг – зелена стратегія, яка використовує рослини-гіперакумулятори для вилучення металів із ґрунту, – відкриває можливості для стійкого постачання рідкісноземельних елементів, але поки що залишається недостатньо вивченим», – пояснили науковці.
Папороть B. orientale вже була відомим гіперакумулятором, але вчені виявили дещо надзвичайне. Рослина фактично вирощує кристали РЗЕ у своїх тканинах.
Дослідники виявили, що в папороті утворюються кристали монациту
За допомогою потужної мікроскопічної візуалізації та хімічного аналізу дослідники виявили, що багата на рідкоземельні елементи сполука монацит накопичується у тканинах рослин, утворюючи такий собі «хімічний сад», самоорганізуючись з таких елементів, як неодим, лантан і церій.
Науковці вперше спостерігали щось подібне в рослин. Наразі принаймні одна рослина утворює мінерали рідкісноземельних металів у звичайних умовах, без високих температур і тиску, які необхідні для видобутку під землею.
Команда взялася енергійно вивчати потенціал фітодобування. На думку вчених, воно може бути навіть перспективнішим, ніж передбачалося раніше.
Подальші дослідження допоможуть встановити, чи є це унікальною властивістю B. orientale, або ж можна очікувати такої суперздатності від інших рослин. До речі, деякі прояви цієї особливості спостерігаються і в іншої папороті – Dicranopteris linearis, але прямих доказів її суперможливостей поки що немає.
Учені сподіваються розробити спосіб отримання монациту та його розкладання на складові РЗЕ без значних втрат ресурсів.
«Це відкриття не лише проливає світло на збагачення та секвестрацію РЗЕ в процесі хімічного та біологічного вивітрювання, а й відкриває нові можливості для прямого вилучення функціональних матеріалів РЗЕ», – вважають дослідники.
Результати дослідження опублікував журнал Environmental Science & Technology.
Фото: Unsplash
