Ця рослина вміє виробляти рідкісноземельні елементи прямо у своїх тканинах

Як рослина може стати живою фабрикою мінералів?

Рідкісноземельні елементи – це група з 17 металів, які є незамінними для виробництва високотехнологічної продукції, від смартфонів та медичних сканерів до вітрових турбін та акумуляторів для електромобілів. Попри свою назву, вони не стільки рідкісні, скільки розосереджені в земній корі, що робить їхній видобуток дуже дорогим і шкідливим для довкілля. Традиційні методи вимагають масштабних гірничодобувних робіт із застосуванням агресивних хімікатів, які завдають значної шкоди природі. Саме тому науковці шукають більш стійкі та "зелені" альтернативи, пише 24 Канал з посиланням на Phys.org.

Нещодавно команда дослідників з Китаю звернула увагу на папороть виду Blechnum orientale, поширену в регіонах, багатих на рідкісноземельні елементи. Раніше вже було відомо, що ця рослина є "гіперакумулятором", тобто здатна поглинати й накопичувати метали з ґрунту й води у високих концентраціях. Але ніхто не знав, у якій хімічній формі ці елементи існують усередині папороті, а це ключова інформація для розробки ефективного процесу їхнього вилучення.

За допомогою сучасних технологій візуалізації та хімічного аналізу вчені виявили дещо безпрецедентне. Виявилося, що папороть самостійно формує у своїх тканинах нанорозмірні кристали мінералу монациту, який є одним із основних джерел рідкісноземельних елементів у геологічних рудах.

Ці кристали утворювалися переважно в клітинних стінках та міжклітинному просторі. Дослідники описали цей процес як створення мікроскопічного "хімічного саду" через складну самоорганізовану структуру кристалів, що нагадує гілочки. Це перший в історії випадок, коли вчені зафіксували, як жива рослина створює кристал рідкісноземельного елемента.

Ці зображення показують накопичення металів у тканинах папороті / Фото Люцін Хе

Що далі?

Хоча ми навряд чи почнемо "вирощувати" рідкісноземельні елементи на городах найближчим часом, це відкриття є вагомим доказом того, що так званий "фітомайнінг" – видобуток корисних копалин за допомогою рослин – є цілком реальним.

Автори дослідження, опублікованого в журналі Environmental Science & Technology, зазначили, що їхні результати розкривають раніше невідомий шлях формування мінералів за участю рослин. Ця знахідка не тільки проливає світло на процеси збагачення та накопичення рідкісноземельних елементів у природі, але й відкриває перспективи для прямого вилучення функціональних матеріалів з рослин, що може стати дешевшим і менш руйнівним методом видобутку.