Mühendislik ürünü proteinler, nadir toprak elementlerini %90'ın üzerinde saflıkla ayırıyor
Battelle araştırmacıları, kalsiyum bağlayıcı mühendislik proteinleriyle nadir toprak elementlerini moleküler düzeyde ayırt edebilen yeni bir yöntem geliştirdi. Sistem, lantan ve neodimiyumu tek aşamada yüzde 90’ın üzerinde saflık ve verimle ayrıştırmayı başardı.
ABD merkezli Battelle araştırmacıları, nadir toprak elementlerinin ayrıştırılmasında biyoteknoloji temelli yeni bir yaklaşım geliştirdi. DARPA destekli Biyomühendislik Kaynağı Olarak Çevresel Mikroplar programı kapsamında yürütülen çalışmada, kalsiyum bağlayıcı peptitler hedef elementleri tanıyacak şekilde modifiye edilerek mühendislik ürünü proteinlere dönüştürüldü. Yöntem, özellikle birbirine benzer kimyasal özellikler gösteren nadir toprak elementlerinin ayrıştırılmasında geleneksel süreçlere alternatif oluşturmayı amaçlıyor.
BİYOLOJİK SEÇİCİLİK
Simüle edilmiş endüstriyel akışlar ve hammadde numuneleri üzerinde yapılan testlerde geliştirilen proteinler, hedef dışı iyonları ortamdan uzaklaştırarak lantan ve neodimiyumu tek işlem aşamasında yüzde 90’ın üzerinde saflık ve verimle ayırdı. Battelle Araştırma Lideri Dr. Kate H. Kucharzyk, biyolojinin mineral geri kazanımında kullanılan mevcut araçları genişlettiğini belirterek mühendislik ürünü proteinlerin nadir toprak elementlerini yüksek hassasiyetle tanıyabildiğini ifade etti. Bu yaklaşım, çok aşamalı kimyasal ayrıştırma süreçlerinin azaltılması açısından değerlendiriliyor.
STRATEJİK HAMMADDE
Nadir toprak elementleri; elektrikli araç motorları, rüzgar türbinlerindeki kalıcı mıknatıslar, akıllı telefonlar, savunma sistemleri ve gelişmiş bilgi işlem donanımlarında kullanılıyor. Bu elementlerin cevherden tek tek ayrıştırılması, mineral işleme zincirinin en karmaşık ve maliyetli aşamalarından birini oluşturuyor. Battelle’ın protein tabanlı yöntemi, yoğun kimyasal işlem ihtiyacını azaltarak ABD’de yerli işleme kapasitesinin geliştirilmesine ve stratejik minerallerde dışa bağımlılığın azaltılmasına katkı sağlamayı hedefliyor.
TİCARİ ÖLÇEK
Laboratuvar sonuçlarının ardından Battelle, teknolojiyi daha büyük hacimli malzeme akışlarına ve endüstriyel üretim ortamlarına taşımaya hazırlanıyor. Ticari uygulama için büyük ölçekli protein üretimi, geri kazanım sistemleri ve karmaşık hammadde akışlarında kararlı çalışma gibi teknik sorunların çözülmesi gerekiyor. Proteinlerin tekrarlanan işlem döngülerinde mekanik ve kimyasal dayanıklılığını koruması da işletme maliyetleri açısından temel başlıklardan biri olacak.