Miedź pozostaje jednym z najpowszechniejszych minerałów w życiu codziennym. Jako przewodnik ciepła i elektryczności jest stosowany w okablowaniu, pokryciach dachowych i hydraulice, a także jako katalizator w zakładach petrochemicznych, przewodach słonecznych i elektrycznych oraz w szerokim zakresie zastosowań związanych z energią. Zatem każda metoda zbierania większej ilości wartościowych dóbr okazuje się być przedsięwzięciem korzystnym.
Deborah Rodriguez, profesor inżynierii na Uniwersytecie Houston Cullen, we współpracy z Francisco C. Roblesem Hernandezem, profesorem inżynierii na Uniwersytecie Houston Cullen O College of Technology i Ellen Aquino Perpeto, profesor z Uniwersytetu w São Paulo w Brazylii, zaprezentowali krytyczne badania mające na celu zrozumienie, w jaki sposób bakterie w kopalniach miedzi przekształcają toksyczne jony miedzi w stabilne jony.kukurydza miedź.
We wspólnym artykule „Copper Mining Bacteria: Przekształcanie toksycznych jonów miedzi w pojedynczy stabilny atom miedzi”, ich badania wyjaśniają, w jaki sposób odporne na miedź bakterie z kopalni miedzi w Brazylii przekształcają CuSO4 (Siarczan miedzi) do niezrównanych jonów miedzi (metalicznej miedzi).
„Idea bakterii w kopalniach nie jest nowa, ale pytanie bez odpowiedzi brzmiało: Co oni robią w kopalniach?” Powiedział Robles. „Umieszczając bakterie wewnątrz mikroskopu elektronowego, mogliśmy poznać i przeanalizować fizykę. Odkryliśmy, że bakterie izolowały pojedynczy atom miedzi. Z chemicznego punktu widzenia jest to bardzo trudne do uzyskania. Zwykle w aby wyprodukować pojedyncze atomy dowolnego pierwiastka. Te bakterie tworzą je w naturalny sposób, co jest imponujące. „
Pomimo użyteczności miedzi, proces wydobycia metalu często prowadzi do toksycznych ekspozycji i wyzwań związanych z wydobyciem dużych ilości miedzi do użytku komercyjnego. Globalne rezerwy szacuje się na około 1 miliard ton miedzi, według Stowarzyszenia Rozwoju Miedzi, przy około 12,5 miliona ton metrycznych rocznie. To daje prawie 65 lat pozostałych rezerw. Część problemów związanych z dostawami wynika z ograniczonej dostępności miedzi w wysokim stężeniu w skorupie ziemskiej, ale innym wyzwaniem jest narażenie na dwutlenek siarki i dwutlenek azotu w procesie wytapiania i produkcji miedzi w celu zagęszczenia minerału w użytecznych ilościach.
„Nowością w tym odkryciu jest to, że drobnoustroje w środowisku mogą łatwo przekształcić siarczan miedzi w monowalentną miedź zerową. Jest to osiągnięcie, ponieważ obecny proces syntezy jednoatomowej miedzi zwykle nie jest czysty, pracochłonny i kosztowny” – powiedział Rodriguez powiedziany.
„ Drobnoustroje wykorzystują unikalną biologiczną ścieżkę z zestawem białek, które mogą ekstrahować miedź (II) (Cu2+) I przekształcenie go w monowalentną miedź (Cu.)0). Celem drobnoustrojów jest stworzenie dla siebie mniej toksycznego środowiska poprzez przekształcenie miedzi jonowej w miedź monoatomową, ale jednocześnie uczynienie czegoś korzystnego dla nas. ”
Koncentrując się na mikroskopii elektronowej, Robles zbadał próbki z odkryć Rodrigueza w brazylijskich kopalniach miedzi i określił naturę pojedynczego atomu miedzi. Grupy Rodrigues i Aquino zidentyfikowały również bakteryjny proces przekształcania siarczanu miedzi w miedź elementarną – rzadkie odkrycie.
Wyniki badań pokazują, że ten nowy proces konwersji, będący alternatywą dla wytwarzania pojedynczych atomów metalicznej miedzi, jest bezpieczniejszy i bardziej wydajny w porównaniu z obecnymi metodami (takimi jak chemiczne osadzanie z fazy gazowej, natryskiwanie i femtosekundowa ablacja laserowa).
„Pracowaliśmy tylko z jedną bakterią” – podsumował Rodriguez – „ale może nie być jedyną, która pełni podobną funkcję”. „Następnym krokiem w tych konkretnych badaniach jest zebranie miedzi z tych ogniw i wykorzystanie jej do praktycznych zastosowań”.
DOI: 10.1126 / sciadv.abd9210
„Całkowity miłośnik kawy. Miłośnik podróży. Muzyczny ninja. Bekonowy kujon. Beeraholik.”
More Stories
Przezroczyste materiały otwierają nowe możliwości dla fotowoltaiki
Wewnątrz „Ważki”, nowej bezzałogowej misji NASA na Tytana
Jak zobaczyć rój meteorów Eta Aquarid w Australii