Сирек жер элементтері (СЖЭ) деп аталатын материалдар тобы заманауи технологияларды — электромобильдерден бастап смартфондар мен жел турбиналарына дейін — өндіруде маңызды рөл атқарады. Алайда бұл элементтерді дәстүрлі өндіру және өңдеу әдістері көбіне қоршаған ортаға айтарлықтай зиян келтіреді. Жақында қытайлық ғалымдар СЖЭ алудың экологиялық таза әрі қолжетімді әдісін — қырыққұлақ өсімдіктерін пайдалану арқылы ұсынды.

Blechnum orientale қырыққұлағының ерекше қасиеттері

Қытай ғылым академиясының геохимигі Люцин Хэ басшылығындағы зерттеу тобы Blechnum orientale қырыққұлағы өз бойында СЖЭ минералдарын табиғи жағдайда кристалдандыра алатынын алғаш рет анықтады. Бұл Жерде СЖЭ әдетте магмалық жыныстарда, магма суығанда түзілетін қосылыстар түрінде кездесетін дәстүрлі қалыптасу процесінен түбегейлі ерекшеленеді.

Жаңа тәсілдің экологиялық артықшылықтары

Environmental Science & Technology журналында жарияланған бұл жаңалық дәстүрлі СЖЭ өндіруге тәуелділікті айтарлықтай азайтуы мүмкін. Әдетте бұл элементтер басқа заттармен аралас күйде болады және оларды бөліп алу үшін топырақ пен өсімдіктерге зиян келтіретін, су мен ауаны ластайтын күрделі химиялық процестер қажет. Бұл әсіресе СЖЭ қоры мол аймақтарда өзекті мәселе.

Шын мәнінде, сирек жер элементтері онша сирек емес — олар әлемнің түкпір-түкпіріне таралған, бірақ алтын сияқты ірі кен орындарын түзбейді. Бүгінде Қытай әлемдік СЖЭ өндірісінің шамамен 70%-ын және одан да көп өңдеу қуатын бақылауда ұстап, нарықта жетекші орынға ие.

Қырыққұлақ сирек жер элементтерін қалай жинайды

Blechnum orientale — гипераккумулятор өсімдіктердің бірі, яғни ол әдетте басқа түрлер үшін улы болып саналатын ауыр металдар көп топырақта өсе алады. Бұл қырыққұлақ элементтерді тамыры арқылы сіңіріп, СЖЭ минералдануын, әсіресе монацит минералының түзілуін бастайды. Бұрын монацит тек Жер қойнауында жоғары температура мен қысымда түзілетін жыныстарда белгілі болса, енді ол өсімдіктің өзінде, қалыпты жер бетіндегі жағдайда түзіледі. Қырыққұлақта түзілген монацит бөлшектері нанометрлік өлшемде, бұл оларды өнеркәсіптік тұрғыда маңызды етеді.

Фитомайнингтің болашағы

Бұл жаңалық Қытайдың оңтүстігінде өсетін қырыққұлақты заманауи микроскопия және химиялық талдау әдістерімен зерттеу нәтижесінде ашылды. Бұл гипераккумулятор өсімдіктерді топырақтан металдарды алу үшін қолданатын фитомайнинг әдісін — сирек жер элементтерін жинау үшін пайдаланудың әлеуетін көрсетеді.

Мұндай тәсіл әлем елдері тап болатын сирек жер элементтерін жеткізуді қамтамасыз етуде серпіліс әкелуі мүмкін. Мысалы, электромобильдерде неодим, диспрозий және празеодим қуатты тұрақты магнитті қозғалтқыштарда қолданылады. СЖЭ сондай-ақ смартфондардың түрлі компоненттерінде: дисплейлерде, динамик пен вибромотор магниттерінде, камера линзаларында және микросхемаларда кездеседі.

Мәселелер мен болашақ зерттеулер

Әзірге қырыққұлақ СЖЭ-ні өнеркәсіптік ауқымда өндірмейді, бірақ зерттеу бұл құнды элементтерді фитомайнинг арқылы алу мүмкіндіктері әлі толық зерттелмегенін көрсетеді. Ғалымдар Blechnum orientale — СЖЭ-ні әртүрлі элементтерден өздігінен жинай алатын жалғыз өсімдік пе, әлде мұндай қасиет басқа түрлерде де бар ма, соны анықтауы керек. Сондай-ақ монацитті тиімді бөліп алу және оны СЖЭ-ге ысырапсыз ыдырату әдістерін әзірлеу маңызды.

«Бұл жаңалық монацит минералдануының балама жолын — ерекше жұмсақ жағдайда — көрсетіп, өсімдіктердің мұндай процестерді бастауындағы бірегей рөлін айқындайды», — дейді зерттеушілер.