Araştırmayı yürüten kurum, bu keşfin yüksek değerli nadir toprak elementlerini çıkarmak için “yeşil döngüsel model” sunan bir ilk olduğunu belirtti.
Araştırmacılar, canlı bir bitkide nano ölçekli monazit keşfinin “fonksiyonel nadir toprak element malzemelerinin doğrudan geri kazanımı için yeni olanaklar açtığını” söyledi.
Bilim insanları, “Bildiğimiz kadarıyla, bu, hiperakümülatör içinde bir mineral fazına kristalleşen nadir toprak elementlerinin bildirilen en eski örneği,” dediler.
Ekip, bu ay hakemli dergi Environmental Science & Technology’de, “Bu çalışma, fitomining’in uygulanabilirliğini doğruluyor ve sürdürülebilir nadir toprak elementi kaynaklarının geliştirilmesi için yenilikçi, bitki bazlı bir yaklaşım sunuyor,” diye yazdı.
Çin Bilimler Akademisine bağlı Guangzhou Jeokimya Enstitüsünden araştırmacılar, bu çalışma için ABD’deki Virginia Tech Üniversitesi jeoloji bölümünden bir yer bilimci ile işbirliği yaptı.
Fitomining, topraktan metal çıkarmak için hiperakümülatör bitkiler kullanan yeşil bir yöntem. Ekip, henüz yeterince araştırılmamış bu stratejinin sürdürülebilir nadir toprak elementleri tedariki için potansiyel sunduğunu belirtti.
Makalede, bilim adamları hiperakümülatörleri, dokularında ağır metalleri veya metaloidleri çevreleyen toprağa göre yüzlerce ila binlerce kat daha yüksek seviyelerde konsantre edebilen bitkiler olarak tanımladılar.
Monazit, seryum, lantan ve neodimyum gibi nadir toprak elementleri açısından zengin bir fosfat minerali.
Bilim adamları, monazitin genellikle yüksek basınç ve yüzlerce santigrat derece sıcaklıkta oluştuğunu, fakat bitkilerin, dünya yüzeyindeki ortam koşullarında mineralizasyon için bir alternatif sunduğunu belirtti.
Bu mineral, yüksek erime noktasına, mükemmel optik emisiviteye ve erimiş cam ve radyasyon hasarından kaynaklanan korozyona karşı olağanüstü dirence sahip.
Ekip, olağanüstü mekanik, fiziksel ve termal özellikleri sayesinde kaplamalar ve difüzyon bariyerleri, lüminoförler, lazerler ve ışık yayıcılar, iyonik iletkenler ve radyoaktif atık yönetimi için matrisler gibi uygulamalar için son derece uygun olduğunu belirtti.
Çalışmada, araştırmacılar bilinen bir nadir toprak hiperakümülatörü olan Blechnum orientale adlı yaprak dökmeyen bir eğrelti otunun bitki örneklerini ve bunları çevreleyen toprağı topladılar.
Örnekler, Çin’in güneyindeki Guangzhou kentindeki nadir toprak yataklarından toplanarak taşındı.
Ekibin analizi, nadir toprak elementlerinin kulak kepçesinde yoğunlaştığını, ardından kök sistemi ve yaprak sapında yoğunlaştığını gösterdi. Makaleye göre, mineraller, bitkilerin hücrelerine besin olmayan elementlerin girmesini önlemek ve detoksifikasyon sağlamak için ortam koşullarında hücre dışı dokularda kristalleşiyor.
Araştırmacılar, monazit oluşumunun, metal tuzu tohumunun silikat veya fosfat gibi anyonlar içeren sulu bir çözeltiye damlatıldığında oluşan bitki benzeri yapılar içeren kimyasal bahçeye benzer bir süreçle gerçekleştiğini söyledi.
Bu, kimyada karmaşık yapılar oluşturan kendi kendini organize eden dengesiz bir sürecin bir örneği olarak da hizmet ediyor.
