Микробы помогут добывать редкоземельные элементы из сточных вод
Цианобактерии способны выживать в отходах металлургического и горнодобывающего производства и «вылавливать» ценные металлы. За считаные минуты редкоземельные элементы накапливаются в количестве почти 10 процентов от их биомассы.
Скандий, неодим, лантан и еще 14 металлов составляют группу редкоземельных элементов. Встречаются они действительно редко: их содержание в земной коре колеблется от 0,5 до 67 частей на миллион. При этом многие из них исключительно важны для современной микроэлектроники и техники. Они используются в электродвигателях и светодиодах, смартфонах и видеокамерах, ветрогенераторах и компьютерной памяти. В результате стоимость килограмма таких металлов составляет сотни, а иногда тысячи долларов.
Подавляющая часть добычи редкоземельных элементов сегодня сосредоточена в руках Китая, хотя обширные запасы разведаны на Кольском полуострове, а также на севере Швеции, где вскоре планируют начать разработки. Еще одним источником ценных металлов могут стать сточные воды металлургических и горнодобывающих производств, а также предприятий, занятых переработкой электроники. Такую возможность продемонстрировали авторы новой статьи, опубликованной в журнале Frontiers in Bioengineering and Biotechnology.
Томас Брюк (Thomas Brück) и его коллеги из Мюнхенского университета технологий проводили лабораторные эксперименты с 12 довольно экзотическими видами цианобактерий, обитающими в пустынях, сильно засоленных водоемах, загрязненных почвах и других экстремальных нишах. Работа показала, что некоторые микробы способны накапливать редкоземельные элементы, которые затем можно выделять из их биомассы.
Один из этих видов, пока неописанный представитель рода Nostoc, продемонстрировал особенно высокую эффективность в извлечении ценных металлов, набирая до 84-91 миллиграмма на грамм собственной массы — восемь-девять процентов. Также довольно перспективными оказались цианобактерии Scytonema hyalinum, накапливающие от 15 до 21 миллиграмма на грамм. Стимулировать эти процессы можно за счет поддержания определенной кислотности среды (рН между пятью и шестью) и ее состава — добиваясь минимального содержания других металлов, которые конкурируют с редкими землями за связывание микробами.
«Мы обнаружили, что биомасса цианобактерий обладает отличными адсорбирующими свойствами благодаря высокой концентрации отрицательно заряженных сахаров на поверхности, — объяснил Майкл Папер (Michael Paper), один из авторов работы. — Они притягивают положительно заряженные ионы металлов, способствуя их закреплению в биомассе». Ученые отмечают, что использование таких микробов особенно перспективно не только с учетом высоких концентраций редкоземельных элементов, которые они накапливают, но и скорости работы. Весь процесс занимает лишь несколько минут.
Telegram 
Дзен 
VK Физтехи разработали стохастический вариант метода Франк—Вульфа для моделирования равновесного распределения транспортных потоков. Особенность нового подхода — использование случайных фрагментов из большого массива данных — ускоряет вычисления, при этом в экспериментах метод показывает качество решения, сопоставимое с классическими алгоритмами.
Во время эксперимента с новорожденными исследователи заметили, что мозг детей способен сопоставлять количество объектов в разных «каналах» восприятия. Он реагировал по-разному на информацию о количестве, которая подавалась через слух и изображения. Это говорит о том, что человек уже рождается с базовой системой «обработки численности», то есть мозг может оценивать количество элементов еще до того, как ребенок начинает говорить или осваивать счет.
Идея о том, что мегаполисы неизбежно побеждают малые города, оказалась не универсальным законом, а временным эффектом. Результаты нового исследования показали: по мере урбанизации стран крупные города теряют свое преимущество, городская система постепенно выравнивается. Это напрямую влияет на то, где к 2100 году будут проживать миллиарды людей и как это скажется на экономике и инфраструктуре городов в XXI веке.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии