Вчені з Китаю зробили новаторське відкриття: звичайна папороть, Blechnum orientale, природним чином виробляє мікроскопічні кристали, що містять цінні рідкоземельні елементи (РЗЕ). Це відкриття підсилює потенціал «фітовидобутку» — використання рослин для сталого видобутку цих найважливіших мінералів.
Зростаючий попит на рідкоземельні елементи
Рідкоземельні елементи, група з 17 металів з унікальними властивостями, є важливими компонентами сучасної технології. Від вітряних турбін і акумуляторів електромобілів до смартфонів і медичних комп’ютерних томографів – ці матеріали незамінні. Однак традиційний видобуток РЗЕ є дорогим, шкідливим для навколишнього середовища та часто залежить від агресивних хімічних речовин, які забруднюють землю та воду. Це спонукало дослідників шукати більш чисті альтернативи, і фітовидобуток став багатообіцяючим рішенням.
Папороть, що утворює кристали
Папороть Blechnum orientale, зібрана з багатих РЗЕ регіонів південного Китаю, давно відома як «гіперакумулятор», тобто вона здатна поглинати високі концентрації металів із ґрунту. Чого вчені не знали, так це як папороть переробляє ці метали всередині. Нове дослідження, опубліковане в Environmental Science & Technology, показує, що папороть утворює у своїх тканинах нанорозмірні кристали монациту – основного джерела РЗЕ в геологічних відкладах.
Ці кристали ростуть у складних, самоорганізованих моделях, що нагадують мікроскопічний «хімічний сад». Це перший задокументований випадок, коли жива рослина створила кристалічну структуру рідкоземельного елемента. Папороті концентрують РЗЕ в клітинних стінках і міжклітинних просторах, по суті діючи як природний нафтопереробний завод.
Чому це важливо
Це відкриття важливе з кількох причин. По-перше, це підтверджує, що фітовидобуток не тільки теоретично можливий, але й відбувається природним шляхом у певних видах рослин. По-друге, розуміння як папороті утворюють ці кристали має вирішальне значення для розробки ефективних процесів вилучення РЗЕ. Замість того, щоб покладатися на руйнівні операції з видобутку корисних копалин, ми могли б потенційно «збирати» РЗЕ зі спеціально вирощених рослин.
Дослідники підкреслюють, що це раніше невизнаний шлях утворення критичних мінералів у природному середовищі. Це проливає світло на те, як РЗЕ накопичуються та поглинаються через біологічне вивітрювання, і відкриває нові можливості для прямого вилучення функціональних РЗЕ матеріалів.
Майбутнє фітомайнінгу
Хоча великомасштабні «сади» РЗЕ ще не стали реальністю, це відкриття зміцнює аргументи на користь фітовидобутку як життєздатної, дешевшої та менш руйнівної альтернативи традиційному видобутку. Майбутні дослідження будуть зосереджені на оптимізації умов росту рослин, максимальному поглинанні REE та розробці ефективних методів екстракції.
Оскільки глобальний попит на рідкоземельні елементи продовжує зростати, такі стійкі рішення, як фітовидобуток, ставатимуть все більш важливими. Ця папороть може містити ключ до відкриття більш екологічного майбутнього для видобутку найважливіших корисних копалин.
«Наші відкриття розкривають раніше невідомий рослинний шлях утворення критичних мінералів… Це відкриття не тільки проливає світло на збагачення РЗЕ… але також відкриває нові можливості для прямого вилучення функціональних РЗЕ матеріалів».
© 2025 Science X Network
