Naukowcy odkryli, że paproć pospolita Blechnum orientale jest w stanie w naturalny sposób gromadzić, a nawet wyhodować kryształy pierwiastków ziem rzadkich (REE) w swoich tkankach. To rewolucyjne odkrycie może zrewolucjonizować sposób, w jaki pozyskujemy te krytyczne materiały, przechodząc na bardziej zrównoważone i przyjazne dla środowiska metody ekstrakcji.
Rosnące zapotrzebowanie na pierwiastki ziem rzadkich
REE nie są wprawdzie rzadkie, ale wydobywanie ich ze skorupy ziemskiej jest kosztowne i szkodliwe dla środowiska. Te 17 metalowych elementów jest niezbędnych w szerokiej gamie nowoczesnych technologii, od turbin wiatrowych i smartfonów po urządzenia medyczne i kable szybkiego Internetu. W miarę wzrostu popytu – zwłaszcza wraz z rozwojem czystej energii – znalezienie bardziej wydajnych i zrównoważonych łańcuchów dostaw staje się krytyczne.
Fitominowanie: rośliny jako naturalne ekstraktory
Pomysł fitominizacji – wykorzystania roślin do pochłaniania metali z gleby – był badany przez wiele lat. Niektóre gatunki roślin, zwane hiperakumulatorami, mogą rozwijać się w środowiskach bogatych w metale i wiązać te pierwiastki w swoich tkankach. B. orientale było już znane jako taki hiperakumulator, ale ostatnie badania wykazały coś nieoczekiwanego: ta paproć nie tylko gromadzi REE, ale także aktywnie tworzy w sobie kryształy mineralne.
„Chemiczny ogród” w roślinie
Korzystając z zaawansowanej mikroskopii i analizy chemicznej, naukowcy odkryli, że paproć hoduje we własnych tkankach kryształy monacytu – bogate w neodym, lantan i cer. Jest to pierwszy udokumentowany przypadek rośliny naturalnie rosnącej w minerałach REE bez ekstremalnych temperatur i ciśnień typowo wymaganych w formacjach geologicznych. Proces ten przypomina „ogród chemiczny”, który spontanicznie tworzy się w strukturze rośliny.
Implikacje dla zrównoważonego górnictwa
Odkrycie to sugeruje, że fitominowanie może być znacznie bardziej wydajne, niż wcześniej sądzono. Fakt, że roślina może wytwarzać minerały REE w normalnych warunkach środowiskowych, otwiera możliwość bezpośredniej ekstrakcji tych materiałów bez trudnych procesów tradycyjnej ekstrakcji.
„To odkrycie nie tylko rzuca światło na wzbogacanie REE…, ale także otwiera nowe możliwości bezpośredniej ekstrakcji funkcjonalnych materiałów REE” – piszą naukowcy.
Konieczne są dalsze badania w celu ustalenia, czy zjawisko to jest charakterystyczne dla B. orientale lub można je rozmnażać na innych gatunkach roślin. Wstępne dowody sugerują, że inna paproć, Dicranopteris linearis, może wykazywać podobne zachowanie, ale aby to potwierdzić, potrzebne są dalsze badania. Wyzwaniem jest obecnie udoskonalenie metod ekstrakcji w celu maksymalizacji produkcji REE przy jednoczesnej minimalizacji wpływu na środowisko.
Ten przełom potwierdza wykonalność fitominingu i wprowadza podejście oparte na roślinach, które może przekształcić rozwój zasobów REE, wspierając technologie czystej energii bez pogarszania wyzwań środowiskowych i geopolitycznych związanych z tradycyjnym wydobyciem.
