Редкие кристаллы элементов Земли впервые образовались в растении
Ученые только что обнаружили невероятную сверхспособность, скрытую в тканях папоротника Blechnum orientale, растения, которое может собирать и хранить редкоземельные элементы.
Полученные результаты могут привести к более устойчивому способу сбора минеральных ресурсов, на который мы все больше полагаемся.
Всего существует 17 редкоземельных элементов, и эти металлические материалы теперь глубоко внедрены во все виды технологий — от ветряных турбин и компьютеров до широкополосных кабелей и медицинских инструментов. На самом деле они не так уж редки, но их трудно и дорого извлечь из земной коры в полезной форме.
Именно здесь возникает идея фитоминирования, используя растения, известные как гипераккумуляторы, способные расти в богато металлических почвах и связываться с металлами, чтобы вытащить минеральные ресурсы из почвы.
** Связанные: Физики обнаружили совершенно новые изотопы тяжелых редкоземельных элементов**
«Редкоземельные элементы (REE) являются критически важными металлами для чистой энергии и высокотехнологичных применений, но их поставка сталкивается с экологическими и геополитическими проблемами», — сказал ученый-геолог из Китайской академии наук Люцин Хэ и его коллеги.
Напишите в своей опубликованной статье.
«Фитоминирование, зеленая стратегия с использованием установок гипераккумуляторов для извлечения металлов из почвы, предлагает потенциал для устойчивого предложения РЕЭ, но остается недостаточно изученным».
Экология. Sci. Technol., 2025
Ферн Б. orientale уже был известным гипераккумулятором, но ученые обнаружили нечто еще более особенное: он фактически выращивал кристаллы РЭЭ в своих тканях.
Благодаря мощной микроскопической визуализации и химическому анализу исследователи обнаружили, что богатое REE соединение моназит накапливается в виде «химического сада» внутри собственных тканей растения, самоорганизуясь из элементов, включая неодим, лантан и церий. Это первый раз, когда исследователи видели, как растение делает это.
Ученые только начинают исследовать потенциал фитоминирования, но это исследование предполагает, что оно может иметь даже больший потенциал, чем первоначально предполагалось.По крайней мере одно растение образует минералы РЭЭ в нормальных условиях, без высокой температуры и давления, обычно необходимых под землей.
«Это открытие раскрывает альтернативный путь минерализации моназита в удивительно мягких условиях и подчеркивает уникальную роль растений в инициировании таких процессов», — пишут исследователи.
Дальнейшие исследования должны помочь установить, является ли это уникальным для B. orientale, или мы можем ожидать увидеть его и в других растениях. Есть некоторые признаки того, что это происходит в другом папоротнике, Dicranopteris linearis, но прямых доказательств пока нет.
Ученые теперь надеются разработать способ извлечения моназита и разбивки его на составляющие РЭЭ, не теряя при этом слишком много ресурса. Впереди наверняка стоят проблемы, но это может трансформировать сбор РЭЭ — и многие технологии зеленой энергии, которые на него полагаются.
Больше в науке
«Это открытие не только проливает свет на обогащение и секвестрацию REE во время химического и биологического выветривания, но и открывает новые возможности для прямого восстановления функциональных материалов REE», — пишут исследователи.
«Эта работа обосновывает целесообразность фитоминирования и внедряет инновационный подход на основе растений для устойчивого развития ресурсов РЕЭ».
Результаты исследования опубликованы в журнале «Environmental Science & Technology».
