Un piccolo batterio può avere un grande impatto sulla lavorazione delle terre rare

Secondo lo studio “Multiple Rounds of In Vivo Random Mutagenesis and Selection in Vibrio Natriegens Result in Substantial Increases in REE Binding Capacity,” pubblicato recentemente su Synthetic Biology dell’American Chemical Society  da un team di ricercatori della Cornell University, «Un minuscolo batterio laborioso, che pesa un trilionesimo di grammo, potrebbe presto avere una grande influenza sulla lavorazione degli elementi delle terre rare in modo ecologico».

Gli scienziati della Cornell dimostrano che,  con l’ingegneria genetica, il Vibrio natriegens  potrebbe migliorare l’efficienza nella purificazione degli elementi presenti negli smartphone, nei computer, nelle auto elettriche e nelle turbine eoliche e potrebbe persino potenziare le catene di approvvigionamento economiche globali. Invece di utilizzare metodi vecchi e impattanti e solventi inquinanti, grazie al bioassorbimento, il batterio fornisce un metodo sostenibile per estrarre elementi preziosi e necessari.

L’autore corispondente dello studio Buz Barstow  del Department of biological and environmental engineering della  Cornell, evidenzia che «I metodi termochimici tradizionali per separare i lantanidi sono orribili dal punto di vista ambientale. E’  difficile affinare questi elementi. Ecco perché inviamo elementi delle terre rare oltremare – generalmente in Cina – per processarli».

I principali autori dello studio Sean Medin e Anastacia Dressel hanno condotto la ricerca per ingegnerizzare geneticamente un ceppo di Vibrio natriegens per aumentare la sua capacità di bioassorbire elementi delle terre rare. Ci sono riusciti combinando il genoma del Vibrio natriegens con il plasmide MP6, che introduce errori nel genoma, e poi hanno selezionato i mutanti per un maggiore bioassorbimento degli elementi delle terre rare.

I ricercatori fanno notare che «Data la facilità di trovare mutanti significativi per il bioassorbimento, questi risultati evidenziano quanti geni probabilmente contribuiscono al bioassorbimento, così come il potere della mutagenesi casuale nell’identificare i geni di interesse e nell’ottimizzare un sistema biologico per un compito».

Alla Cornell ricordano che «Gli elementi delle terre rare svolgono un ruolo fondamentale nella società moderna. Si trovano nei computer, nelle batterie e nelle tecnologie energetiche pulite. All’inizio del 2021, la Casa Bianca ha ordinato una valutazione che in seguito ha rilevato un’eccessiva dipendenza da fonti straniere e da nazioni avversarie che elaborano gli elementi, mettendo a rischio la sicurezza nazionale ed economica. Vibrio natriegens – e una gamma crescente di strumenti batterici – offrono un modo per riportare in sicurezza negli Stati Uniti gli elementi delle terre rare e la lavorazione dei minerali».

Barstow  fa l’esempio, nella miniera di terre rare di Mountain Pass in California, vicino al confine con il Nevada, «La lavorazione con i batteri biologici potrebbe riportare la miniera a una solida produttività interna, ha affermato. Questo nuovo lavoro ci dà la possibilità di superare i metodi termochimici. Possiamo progettare questo e altri batteri e poiché non abbiamo bisogno di purificare le proteine, possiamo gestire questo tipo di sistema in modo molto più economico rispetto ai processi biologici concorrenti. Gli Stati Uniti non hanno più esperienza nei metodi di lavorazione termochimica. Per purificare gli elementi delle terre rare, ora ci restano metodi ecologici concorrenti. Quindi, anche se volessimo utilizzare i vecchi metodi termochimici, probabilmente non potremmo. Non sappiamo più come farlo. Siamo costretti a innovare per uscire da questo problema».

L’articolo Un piccolo batterio può avere un grande impatto sulla lavorazione delle terre rare sembra essere il primo su Greenreport: economia ecologica e sviluppo sostenibile.