Wissenschaftler haben herausgefunden, dass ein gewöhnlicher Farn, Blechnum orientale, auf natürliche Weise Kristalle seltener Erdelemente (REEs) in seinem Gewebe ansammeln und sogar *wachsen lassen kann. Diese bahnbrechende Erkenntnis könnte die Art und Weise, wie wir diese wichtigen Materialien gewinnen, revolutionieren und zu nachhaltigeren und umweltfreundlicheren Extraktionsmethoden übergehen.
Die steigende Nachfrage nach Seltenerdelementen
REEs sind nicht wirklich knapp, aber ihre Gewinnung aus der Erdkruste ist sowohl teuer als auch umweltschädlich. Diese 17 metallischen Elemente sind für eine Vielzahl moderner Technologien unverzichtbar: von Windkraftanlagen und Smartphones bis hin zu medizinischen Geräten und Hochgeschwindigkeits-Internetkabeln. Da die Nachfrage wächst – insbesondere durch den Ausbau grüner Energie – wird die Suche nach effizienteren und nachhaltigeren Lieferketten immer wichtiger.
Phytomining: Pflanzen als natürliche Extraktoren
Die Idee des Phytomining – der Einsatz von Pflanzen zur Aufnahme von Metallen aus dem Boden – wird seit Jahren erforscht. Bestimmte Pflanzenarten, sogenannte Hyperakkumulatoren, können in metallreichen Umgebungen gedeihen und sich in ihrem Gewebe an diese Elemente binden. B. orientale war bereits als solcher Hyperakkumulator bekannt, doch neuere Forschungen ergaben etwas Unerwartetes: Dieser Farn speichert nicht nur REEs, er bildet aktiv Mineralkristalle in sich.
Ein „chemischer Garten“ im Inneren der Pflanze
Mithilfe fortschrittlicher Mikroskopie und chemischer Analysen fanden Forscher heraus, dass der Farn in seinem eigenen Gewebe Monazitkristalle kultiviert, die reich an Neodym, Lanthan und Cer sind. Dies ist der erste dokumentierte Fall einer Pflanze, in der REE-Mineralien auf natürliche Weise wachsen, ohne dass die extremen Temperaturen und Drücke auftreten, die typischerweise in geologischen Formationen erforderlich sind. Der Prozess ähnelt einem „chemischen Garten“, der sich spontan innerhalb der Pflanzenstrukturen bildet.
Implikationen für nachhaltigen Bergbau
Diese Entdeckung legt nahe, dass Phytomining weitaus effizienter sein könnte als bisher angenommen. Die Tatsache, dass eine Anlage unter normalen Umweltbedingungen REE-Mineralien erzeugen kann, eröffnet Möglichkeiten für die direkte Gewinnung dieser Materialien ohne die harten Prozesse des konventionellen Bergbaus.
„Diese Entdeckung wirft nicht nur Licht auf die REE-Anreicherung, sondern eröffnet auch neue Möglichkeiten für die direkte Gewinnung funktioneller REE-Materialien“, schreiben Forscher.
Weitere Studien sind erforderlich, um festzustellen, ob dieses Phänomen nur bei B auftritt. orientale oder kann in anderen Pflanzenarten repliziert werden. Vorläufige Erkenntnisse deuten darauf hin, dass ein anderer Farn, Dicranopteris linearis, ein ähnliches Verhalten zeigen könnte, es sind jedoch weitere Untersuchungen erforderlich, um dies zu bestätigen. Die Herausforderung besteht nun darin, die Extraktionsmethoden zu verfeinern, um die REE-Gewinnung zu maximieren und gleichzeitig die Auswirkungen auf die Umwelt zu minimieren.
Dieser Durchbruch untermauert die Machbarkeit von Phytomining und führt einen pflanzenbasierten Ansatz ein, der die Entwicklung von REE-Ressourcen verändern und grüne Energietechnologien unterstützen könnte, ohne die mit dem traditionellen Bergbau verbundenen ökologischen und geopolitischen Herausforderungen zu verschärfen.
