眾所周知，稀土是元素周期表中的鑭系元素和鈧、釔共十七種金屬元素的總稱，有工業「黃金」之稱，在新能源、冶金、石油化工、玻璃陶瓷、航空航天等領域有著廣泛的應用，因此對稀土元素的需求正在持續增長，預計到2030年可能達到31.5萬噸。與此同時，每年產生超過4000萬噸電子垃圾，包括電腦、手機和其他電子產品，其中一些電子垃圾中就含有稀土元素。
為了回收這些寶貴的稀土元素，多年來科學家們提出了幾種回收稀土元素的方法，例如城市採礦（urban mining）或溪流中的納濾系統（nano-filtration）。最近，一個具有可持續的想法被提出來，這種想法利用微生物（如細菌）「生物吸收」所需的物質，這是一個被動的生物過程，在這個過程中，生物結合併從水溶液中去除物質。不過，這項技術尚未在工業層面上推廣，但是很顯然，「生物吸收」的方式來回收稀土元素代表我們向前邁出了一大步。
慕尼黑技術大學教授托馬斯·布呂克（Thomas Brück）團隊在最近的一篇論文中，描述了12種特別擅長吸收稀土元素的外來藍藻。這些物種可以用來回收所需的元素，同時也可以清理土地和水。據悉，這項研究已經進行了六年，他們之前篩選了各種藻類和細菌，但沒有一種對稀土元素的吸收特別好。最近，他們將注意力轉向了十幾種獨特的藍藻，有些來自對大多數生命形式特別不友好的極端環境。例如，納米比亞乾旱的沙漠土壤、查德的鹼性納特龍湖、南非的岩石裂縫或瑞士的污染小溪。
這些藍藻大多數之前都沒有進行過生物修復潛力評估，在實驗室中，研究小組將不同物種的培養物置於含有稀土元素鑭、鈰和釹的水溶液中，然後用紅外光譜法檢查它們將這些元素固定在表面的程度。這些實驗中，一種以前未被發現的髮絲藍藻表現最好，每克可以從溶液中吸收84.2-91.5毫克稀土金屬；而表現最差的一種透明藻，每克可以吸收15.5-21.2毫克稀土金屬。不過，該研究小組發現，吸收的量與酸度密切相關，而且當溶液中沒有其他金屬與目標稀土元素競爭時，吸收過程會更加有效。
在這些藻類吸收稀土元素之後，不需要通過燃燒來回收金屬，只需要通過酸、鹼液或鹽之類的物質就可以調節體系的pH值，然後稀土元素就可以從藻類中「洗去」。然後，只需要將溶液恢復到之前的狀態，這些藍藻又可以被用來吸收稀土元素，從而實現反覆利用。那麼，科學家們就可以通過生物反應專用容器來實現上述過程。
國納科技醬認為，理論上來說，這意味著我們可以通過藻類從電子垃圾堆中收集稀土元素，儘管這之前需要將電子垃圾轉化為微生物可以使用的形式。當然，這種方式清除廢物不僅帶來環境好處，還將會在世界各地創造就業機會，因此這項研究意義重大，標誌我們在稀土回技術上邁出了一大步。
我是@國納科技醬，非官方的科普作家；百家匠心計劃簽約創作者，知乎海鹽計劃創作者；技術背景資深運營，紮根空淨、新材料、節能環保領域二十年，用冷靜、專業視角給你帶來不一樣的科學認知。
重要聲明：此處所發表的文章是作者國納科技醬原創作品，版權歸國納科技醬所擁有，部分圖片來自網際網路。轉載請標明原創作者及出處！