某些細菌產生的蛋白質不僅可以從發現的礦石中提取元素和腎上腺素的元素,而且可以將它們彼此分開。隨著對這些金屬的需求呈指數增長,由於它們在風力渦輪機和電動汽車中的作用增加了智能手機的現有需求,因此該發現可能是脫碳競賽中的遊戲改變者。
儘管它們的名字,但稀土元素實際上並不是那麼罕見。釹例如,是27Th地殼中最常見的元素,遠遠超過汞(67Th)和黃金(75Th)。需要添加到鐵中以製造出壯觀的磁鐵的近代量不是很大,因此世界上沒有危險。但是,不幸的是,提取和完善這些有用的元素是一項混亂且昂貴的業務。
自然界中概述的技術可能會改變這一點。賓夕法尼亞州立大學的科學家表明,蛋白質的一種特定形式愛可以區分異常相似的元素。
“生物學設法將稀土與那裡的所有其他金屬區分開來 - 現在,我們可以看到它甚至如何區分它發現有用的稀土,而稀土也不是有用的,” Joseph Cotruvo博士在陳述。 “我們正在展示如何使這些方法適應稀土的恢復和分離。”
採礦燈籠中的挑戰(包括大多數稀土元素)在內,它們永遠不會以純形式出現。除了與共同元素混合在一起外,自然界中還存在蘭塔尼德,並且將它們沉積在同一位置的類似化學反應也阻礙了分離。
Cotruvo說:“有問題是問題的一部分,但存在許多解決方案。” “但是,一旦解決問題,您就會遇到第二個問題,因為您需要將多個稀土彼此分開。這是最大,最有趣的挑戰,區分了個體稀土,因為它們是如此相似。”
現有過程涉及重複的步驟,有時是數百個步驟,每個步驟都需要有毒化學物質。
六年前,Cotruvo及其同事從甲基營養細菌中分離了一種稱為lanmodulin的蛋白質,他們發現它們與更常見的金屬結合了1億倍以上。
雖然潛在有用,但這並不能解決Cotruvo指出的問題是問題中最困難的部分,而是分解了15個元素的混合。
但是,LANMODULIN證明是由不同細菌產生的數百種外觀蛋白質的家族。這Hansschlegelia Quercus在英式橡木芽中發現的細菌可以區分燈籠,並將其與其他金屬區分開。
與燈籠的結合時,Hansschlegelia的LANMODULIN形成兩個相同分子(二聚體)的集,但由於組的重量更重。

如何從樹木細菌的LANMODULIN打開通往清潔能量產生的途徑。
Cotruvo說:“這是令人驚訝的,因為這些金屬的尺寸非常相似。” “這種蛋白質具有分化我們大多數人無法想像的比例 - 幾萬億米,而差異小於原子直徑的十分之一。”細菌的益處尚不清楚。
將蛋白質連接到珠子上,而無需細菌,該團隊已經證明了該蛋白質的能力分離新近蟲和鏑,在永久電池中使用的兩個燈籠,無需有機溶劑或高溫。
區分一半的燈籠和另一個可能會從分離過程中切出幾個階段,但仍然有很多工作要做。元素和腎上腺腫塊在元素週期表上相距六個斑點。真正需要的是一個將每個版本與直接鄰居區分開來的版本,它們的大小只有幾百萬分之一。
使用X射線晶體學,該團隊發現了一個單個氨基酸,這對於Lanmodulin對元素的差異處理至關重要。
Cotruvo說:“隨著這種現象的進一步優化……在元素週期表上彼此相鄰的稀土有效分離可能可以觸及。”
除了環境和經濟利益之外,這項工作可能具有相當大的地緣政治意義。中國主導著稀土的生產,不是因為其他國家缺乏存款,而是因為其他國家還沒有容忍污染目前參與了他們的處理。現在的主導地位震驚美國和盟友,使更清潔的技術非常需要。
該研究發表在自然。