Одна из основных проблем, возникающих при добыче редкоземельных металлов, заключается в сложности их разделения. Существующие технологии разделения редкоземельных элементов занимают много времени, недешевы и используют токсичные материалы. Поэтому одной из проблем, стоящих перед учеными, является поиск недорогих и безопасных технологий разделения редкоземельных элементов.

Группа ученых из Гарвардской школы инженерных и прикладных наук (Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) разработала технологию разделения редкоземельных элементов с помощью фильтров на основе бактерий и кислотных растворов с pH не ниже, чем у соляной кислоты. Отчет об исследовании опубликован в журнале Environmental Science and Technology Letters, популярно о нем рассказывается на сайте университета.

Ученые использовали альфа-протеобактерии Roseobacter sp. AzwK-3b, находящиеся в  морских водорослях. Бактерии были иммобилизованы (закреплены) на фильтрах, сквозь которые был пропущен раствор с редкоземельными элементами. При пропускании раствора бактерии абсорбировали редкоземельные элементы, причем на этом этапе все элементы разделялись и связывались с бактериями. На следующем этапе через фильтр пропускались кислотные растворы с разным водородным показателем.



Исследователи обнаружили, что каждый кислотный раствор "забирает" лишь свою группу редкоземельных элементов: более легкие лантаноиды, такие, как европий и празеодим, десорбируется в растворах с более высоким рН, в то время как более тяжелые лантаноиды, такие как тулий, лютеция и иттербийя, десорбируется в растворах с более низким рН. Также было обнаружено, что при необходимости отделить только тяжелые металлы, такие как тулий, который обычно используется в лазерах и портативных рентгеновских лучей, можно блокировать рецепторы бактерий, которые поглощают легкие редкоземельные элементы, и использовать только растворы с низким рН.

Как отмечают исследователи, новая технология позволяет разделить почти 50% трех самых тяжелых лантаноидов - тулия, лютеция и иттербия всего за два прохода через фильтр, что сильно превосходит существующие практики. Но что еще важнее - предлагаемая технология предполагает разделение стратегически важных редкоземельных металлов экологчиеки чистым и безопасным способом.

Как отмечается в сообщении, управление технологического развития Гарварда подало заявку на патент и изучает возможности коммерческого использования изобретения.