Günümüzün ileri teknoloji elektroniği ve yeşil enerji sistemlerinin vazgeçilmezi olan nadir toprak elementlerinin (NTE) çıkarılması, genellikle toksik kimyasallara dayanan ve geride büyük çevre kirliliği bırakan bir süreç olarak biliniyor. Ancak UC Berkeley liderliğindeki bir araştırma ekibi, Nano Letters dergisinde yayımladıkları çalışmayla bu soruna biyolojik ve çevreci bir çözüm getirdi. Araştırmacılar, zararsız bir virüsün genetiğini değiştirerek, sudaki değerli metalleri toplayan ve basit bir sıcaklık değişimiyle bunları serbest bırakan bir sistem geliştirdi.
BAKTERİYİ YİYEN VİRÜSLER
Geliştirilen yöntemin merkezinde, yalnızca bakterileri enfekte eden ve insanlar için tamamen zararsız olan ‘bakteriyofaj’ virüsleri yer alıyor. Bilim insanları, bu virüsleri ‘son derece seçici bir geri dönüşüm makinasına’ dönüştürmek için yüzeylerine iki özel protein ekledi. Bu proteinlerden ilki, nadir toprak elementlerini yakalamak üzere ayarlanmış ‘moleküler bir pençe’ işlevi görürken, diğeri ise sıcaklığa duyarlı bir anahtar görevi üstleniyor.
BASİT VE ÇEVRECİ SÜREÇ
Sistemin çalışma prensibi oldukça basit ve verimli. Tasarlanmış virüsler, asitli maden atık sularına eklendiğinde diğer metalleri görmezden gelerek doğrudan nadir toprak elementi iyonlarına bağlanıyor. Ardından suyun hafifçe ısıtılmasıyla virüsler bir araya toplanıp çöküyor. Son aşamada ise pH seviyesinde yapılan küçük bir değişiklikle virüsler, yakaladıkları saf metal iyonlarını serbest bırakıyor.
BİYOMADENCİLİK DÖNEMİ
Projenin baş araştırmacısı Profesör Seung-Wuk Lee, ‘biyomadencilik’ olarak adlandırdıkları bu yaklaşımın, karmaşık endüstriyel görevler için programlanabilir biyolojik araçların kullanılabileceğinin kanıtı olduğunu belirtti. Yöntemin sadece bir karıştırma tankı ve ısıtıcı gerektirdiğini vurgulayan Lee, bu teknolojinin temiz bir enerji geleceği için kritik malzemeleri güvence altına almanın daha yeşil ve düşük maliyetli bir yolu olduğunu ifade etti.
TEKRAR KULLANILABİLİYOR
Yapılan testlerde virüslerin, ayırma işlemi tamamlandıktan sonra etkinliklerini kaybetmedikleri ve tekrar tekrar kullanılabildikleri keşfedildi. Ayrıca virüslerin kendi kendilerine çoğalabilme özelliği sayesinde bu biyolojik madenciler çok düşük maliyetlerle ve büyük miktarlarda üretilebiliyor. Çalışmanın, özellikle kritik minerallerin tedarikinde dışa bağımlılığı azaltarak ulusal ve ekonomik güvenliği artırma potansiyeline sahip olduğu vurgulanıyor.
ELEKTRONİK ATIKLAR VE PİL İÇİN YENİ TEKNOLOJİ
Geliştirilen akıllı virüs teknolojisinin kullanım alanı sadece maden sahalarıyla sınırlı değil. Araştırmacılar, bu yöntemin eski telefonlar ve dizüstü bilgisayarlar gibi elektronik atıklardaki (e-atık) değerli madenlerin geri kazanımında da kritik bir rol oynayacağını öngörüyor.
Virüsün genetik kodlarıyla oynanarak programlanabilmesi, teknolojiyi çok yönlü hale getiriyor. Ekip, virüsleri sadece nadir toprak elementlerini değil, elektrikli araç ve pil teknolojisi için hayati önem taşıyan lityum ve kobaltı da yakalayacak şekilde ayarlamayı hedefliyor. Ayrıca bu biyolojik araçların, su kaynaklarını cıva ve kurşun gibi zehirli ağır metallerden arındırmak için de kullanılabileceği belirtiliyor.
