Najcenniejsze metale świata w paproci. To może zrewolucjonizować ich wydobycie 

Blechnum orientale
Metale ziem rzadkich występują w minerałach takich jak bastnazyt czy ksenotym
Źródło: Reuters Archive
Chińscy naukowcy odkryli, że jeden z gatunków paproci naturalnie wytwarza kryształy minerałów ziem rzadkich. Roślina potrafi wiązać pobrane pierwiastki w łatwo dostępnej formie. Według badaczy może to utorować drogę do opracowania nowej, bardziej ekologicznej metody pozyskiwania cennych pierwiastków.

Metale ziem rzadkich to grupa 17 pierwiastków chemicznych, w której skład wchodzą dwa skandowce (skand i itr) oraz wszystkie lantanowce. Znajdują zastosowanie w wielu gałęziach przemysłu - używa się ich w produkcji laserów, wzmacniaczy optycznych, światłowodów czy wielu komponentów wykorzystywanych w branży lotniczej i kosmicznej. To decyduje o wysokim zapotrzebowaniu na nie, a co za tym idzie - cenie.

Metale ziem rzadkich, wbrew nazwie, wcale nie występują na Ziemi tak rzadko, ale są trudne w wydobyciu i separacji od innych pierwiastków. Ich wydobycie jest kosztowne i obciąża środowisko, dlatego trwają prace nad innymi metodami ich pozyskiwania, na przykład z popiołów lotnych z elektrowni węglowych oraz w procesie recyklingu urządzeń elektrycznych i elektronicznych.

Naukowcy z Chińskiej Akademii Nauk i Instytutu Badawczego Metali Strategicznych w Guangzhou odkryli inną metodę wydobycia metali ziem rzadkich, którą opisali w artykule na łamach "Environmental Science & Technology".

Roślina tworzy kryształy rzadkich metali

Przedmiotem ich badań była paproć z gatunku Blechnum orientale, należąca do rodziny podrzeniowatych, a konkretnie okazy rosnące w południowych Chinach na terenach bogatych w metale ziem rzadkich. Naukowcy już wcześniej wiedzieli, że roślina jest hiperakumulatorem, czyli może rosnąć w glebie o wysokim stężeniu metali oraz absorbować je przez korzenie. Tajemnicą pozostawało jednak, co dzieje się z pierwiastkami w tkankach paproci i w jakiej formie są one wiązane.

Aby to zbadać, badacze użyli technologii obrazowania o dużej mocy oraz analizy chemicznej. W ten sposób odkryli, że Blechnum orientale tworzy w swoich tkankach nanokryształy monacytu - minerału bogatego w pierwiastki ziem rzadkich i jednego z ich głównych źródeł na świecie. Największą ich zawartość stwierdzili w ścianach komórkowych i przestrzeniach międzykomórkowych rośliny.

Naukowcy zwrócili również uwagę na formę kryształu, zauważając, że tworzy silnie skomplikowane, samoorganizujące się wzory w postaci drobnych gałęzi, zbliżonych do mikroskopijnego "chemicznego ogrodu". To pierwszy raz, gdy badacze dostrzegli, jak żywa roślina tworzy kryształy pierwiastków ziem rzadkich.

Blechnum orientale
Blechnum orientale
Źródło: Shutterstock

Droga do fitogórnictwa

Na razie naukowcy nie opracowali skutecznej metody uprawy paproci Blechnum orientale bogatej w metale ziem rzadkich, ale jak twierdzą, ich odkrycie stanowi kolejny dowód na możliwość fitogórnictwa - koncepcji zakładającej wydobycie metali ciężkich za pomocą roślin. Metoda ta byłaby tańsza i bardziej przyjazna dla środowiska niż tradycyjne górnictwo.

Autorzy badania podsumowali, że ich odkrycia pokazują dotychczas nieznaną ścieżkę powstawania kryształów metali ziem rzadkich. Rzuca to światło nie tylko na wychwytywanie i długoterminowe składowanie pierwiastków ziem rzadkich, ale także otwiera nowe możliwości bezpośredniego pozyskiwania cennych pierwiastków.

Czytaj także: