劳伦斯利弗莫尔国家实验室 (LLNL) 的科学家和合作者使用天然存在和工程改造的蛋白质和细菌，将分离和纯化稀土元素，以便将它们用于国防领域。
在美国国防高级研究计划局 (DARPA) 环境微生物作为生物工程资源 (EMBER) 计划下，该团队在第一阶段获得了 400 万美元的初始研发资金，并可选择根据项目在后续阶段。该团队将利用微生物和生物分子工程的进步，利用国内欠发达的资源开发可扩展的稀土元素（REE）生物基分离和纯化策略。稀土元素是元素周期表中的一组 17 种元素，包括 15 种镧系元素以及钪和钇。
REE 对美国在高科技经济中的竞争力至关重要，因为它们被用于许多对清洁能源行业和国家安全至关重要的设备中，包括计算机组件、风力涡轮机、混合动力/电动汽车、LCD 屏幕和可调谐微波谐振器。在国防领域，它们用于激光、精确制导武器、电机磁铁和其他设备。
“迄今为止，提取和纯化 REE 所需的化学过程复杂且对环境有害，”该项目的首席研究员 LLNL 科学家焦永琴说。 “从低品位矿石和尾矿等新来源中提取或回收 REE，同时使用天然产品可能会改变 REE 供应链的游戏规则。”
尽管美国拥有充足的国内稀土资源，但由于依赖外国实体对这些元素进行分离和提纯，其供应链很脆弱。 “生物采矿”是一种利用微生物从各种来源中提取或分离目标金属（如金或铜）的方法，鉴于最近才发现 REE 在生物过程中的作用，它对 REE 还没有用处。
在新项目中，LLNL 团队将利用环境微生物学、合成生物学和蛋白质工程的多样性、特异性和可定制性，为稀土元素的分离、纯化和转化为制造就绪形式提供新的生物采矿方法。
“通过培养新的和转化现有的生物工程稀土元素转化细菌和蛋白质，我们将为稀土元素分离和纯化提供具有高度商业化潜力的平台生物技术，”该项目的技术负责人之一 LLNL 科学家丹帕克说。
除了利用先前已鉴定的微生物和蛋白质，这些微生物和蛋白质已经过测试并用于纯化和分离 REE，该团队还将开展生物勘探活动，以确定具有 REE 利用能力的新的 REE 相关微生物。结果将扩大 REE 生物挖掘宿主和 REE 结合生物分子的库。
“如果成功，该项目中开发的生物采矿工艺有可能通过重建国内稀土供应链来帮助缓解稀土供应的脆弱性，这对于先进的国防和商业制造工艺至关重要，”该实验室与 DARPA 的项目联络人 Shankar Sandaram 说.
其他 LLNL 团队成员包括 Dante Ricci、Edmond Lau 和 Thomas Desautels。合作机构包括宾夕法尼亚州立大学、哥伦比亚大学、塔夫茨大学、肯塔基大学、普渡大学和行业合作伙伴西方稀土公司。
由劳伦斯利弗莫尔国家实验室提供。
来源： CleanTechnica </a
声明：本站原创文章文字版权归前途科技所有，转载务必注明作者和出处；本站转载文章仅仅代表原作者观点，不代表前途科技立场，图文版权归原作者所有。如有侵权，请联系我们删除。
