Науковці Північнокаролінського університету створили інноваційний підхід для безконтактного визначення вмісту рідкісноземельних елементів у рослинних організмах. Ця технологія має потенціал для виявлення нових резервів цінних матеріалів, що використовуються в сучасній промисловості.
Цю інформацію повідомляє журнал Interesting Engineering.
Вчені з North Carolina State University створили нову методику, що дає змогу виявляти й вимірювати рідкісноземельні елементи в рослинах без пошкодження тканин. Це може змінити підхід до отримання матеріалів, які використовують у смартфонах, вітрових турбінах і електромобілях.
Йдеться про такі елементи, як диспрозій, тербій і європій. Вони не є справді рідкісними, але їх складно знайти у великих концентраціях, придатних для видобутку. Через це багато країн залежать від імпорту, що створює ризики для постачання.
Однією з можливих альтернатив є фітомайнінг — це процес, при якому рослини здатні поглинати метали з ґрунту і накопичувати їх у своїх органах. Деякі види рослин можуть витягувати рідкісноземельні елементи навіть з забруднених ділянок, включаючи шахтні відходи. Проте раніше було важко оцінити кількість цих металів без пошкодження рослин.
Для розв'язання цієї задачі вчені застосували технологію флуоресцентної спектроскопії. Цей метод передбачає освітлення рослинних тканин і подальше дослідження того, як різні сполуки поглинають та випромінюють світло знову.
Рідкісноземельні метали важливі для багатьох технологій, пояснює вчена Коллін Доерті. Вона зазначає, що ці елементи рідко трапляються у високих концентраціях, тому США значною мірою залежать від імпорту і зацікавлені у пошуку власних джерел.
Вчені звернули увагу на диспрозій, оскільки він випромінює світло протягом тривалішого часу, ніж природне світло, яке виділяється рослинами. Це створює можливість для чіткого розмежування сигналу металу від фонових впливів рослин.
Для покращення сигналу рослини обробляли натрієвим вольфраматом, що підвищує яскравість диспрозію. Після цього застосовували лазер глибокого ультрафіолетового спектра, щоб активувати флуоресценцію, а також проводили вимірювання випромінювання для точного визначення концентрації металу.
Хоча дослідження зосереджене на диспрозії, вчені вважають, що метод можна адаптувати й для інших елементів, зокрема тербію, європію, ербію та неодиму.
Деякі рослини мають унікальну здатність поглинати рідкісноземельні елементи з забрудненого ґрунту та накопичувати їх у своїх тканинах, зазначає Доерті. Вона підкреслює, що нова методика дозволить виявити, які рослини є найбільш ефективними для цього процесу та в який час їх доцільніше збирати, щоб досягти максимальної продуктивності у видобутку цих елементів.
#Ґрунт #Натрій #Тканина (біологія) #Відходи #Лазер #Спектроскопія #Шахта #Рідкоземельний елемент #Метал #Діти #Тканина #Ультрафіолетовий #Диспрозій #Європій #Тербій #Університет штату Північна Кароліна #Неодим #Ербій #Флуоресценція
