综合新闻 News
联系我们
  • 客服服务电话:021-64321087
  • 商业服务电话:13918059423
  • 技术服务电话:13918059423
  • 联系人:崔老师 
  • 服务邮箱:shxtb@163.com
  • 地址:上海市徐汇区桂林路100号8号楼107室

微生物能否在太空中开采稀土?国际空间站做了个实验

日期: 2020-11-10
浏览次数: 11

来源:澎湃新闻

微生物采矿在地球上已经成为现实,人类能否派遣这些小东西去条件艰苦的外太空,完成稀土开采等任务呢?

欧洲空间局去年为此在国际空间站上做了个生物岩石实验(BioRock)。根据《自然-通讯》(Nature Communications)11月10日发表的一篇论文,微重力条件下,部分微生物在反应装置中确实能让玄武岩浸出稀土元素,其中,铈和钕的浸出率达到了约70%。

稀土是化学周期表中镧系元素和钪、钇共17种金属元素的统称,素有“工业味精”之美誉。它们大多具有独特的磁性或催化性能,广泛应用于电子信息、石油化工、冶金、机械、能源等行业。稀土在导弹、智能武器、导航仪、喷气发动机等军事高新技术上的应用尤为引人关注,中重稀土则被认为是一种战略资源。

除了补充地球资源,外星稀土采矿也具有技术意义。它涉及到对太空中微生物与岩石相互作用的深入理解,在人类“宜居外星”的愿景中大有帮助。

在可能的采矿手段中,“生物淋洗法”( Bioleaching)是一个有前景的方向。它最早被应用于污染土壤修复,其原理是利用一些微生物的直接作用或其代谢产物的间接作用,例如氧化、还原、络合、吸附或溶解,将土壤中重金属分离浸提出来。

生物淋洗法近年来也发展出了微生物采矿,即将矿石用菌落混合液冲刷。在微生物释放的无机或有机酸下,矿物发生溶解,并且与微生物产生相互作用。人们从而能从浸出液中萃取铜、金、稀土等有价值的元素。目前,美国约15%的铜和5%的金是利用微生物开采的。

相比起使用化学试剂,微生物采矿具有成本低、毒害物质少的优点。但如果搬到太空环境里,重力可能是个变量。我们不知道细菌等原核生物能否直接感知重力,但微重力环境下热对流和沉降条件的改变,确实关系到养分和废物的混合情况,从而影响微生物的生长和代谢。

欧洲空间局为此检验了生物淋洗法在微重力、模拟火星重力和地球重力三种重力条件下的潜力。

实验考察了三种细菌,分别是鞘氨醇单胞菌、枯草芽孢杆菌和贪铜杆菌。采集对象则是玄武岩,这是因为,月球和火星表面的大部分物质与之类似。

研究团队测量了这些细菌从玄武岩中浸出的14种不同稀土元素的含量。他们发现,鞘氨醇单胞菌在三种重力条件下都能让玄武岩浸出稀土元素,浸出率相差不大。玄武岩中含量最丰富的稀土元素的浸出率最高,例如铈和钕的浸出率约为70%。

另两种细菌的浸出率或是在低重力条件下减少,或是在任何实验条件下都无法浸出稀土元素。

以上结果表明,虽然微生物的生物采矿能力具有生物体特异性,但在太空和类似火星的重力条件下是可以存在的。

论文表示,这项研究也增进了我们对太空中微生物与矿物相互作用的理解,涉及到许多移居外星所需的技术。例如,如何用贫瘠岩石制造土壤?如何在外星表土中维持微生物生存?如何利用微生物来生产燃料电池和建筑材料?

关于太空采矿,美国国家航空航天局(NASA)正在规划于2022年奔赴位于火星与木星之间的小行星16Psyche。该小行星的特殊之处在于,天文学家们评估它几乎全部由金属组成,包括近272000000亿吨的铁和镍。



Hot News / 相关推荐
  • 2024 - 11 - 28
    点击次数: 1
    来源:市经信委11月27日上午,市经济信息化委组织的新闻通气会上介绍,2024专精特新中小企业发展大会将于12月1日至3日在上海举行。截至目前,上海专精特新企业数量达11466家,其中国家级专精特新“小巨人”企业数量达857家。2024专精特新中小企业发展大会主会场设在张江科学会堂。届时,工业和信息化部领导、上海市领导将出席大会并致辞,国家发展和改革委、财政部等国家有关部委、全国36个省市中小企业...
  • 2024 - 11 - 28
    点击次数: 2
    近期,中国科学院上海光学精密机械研究所空天激光技术与系统部研究团队在Tm:GdScO3脉冲激光研究方面取得了新的进展。相关研究成果以“Output characteristics of an actively Q-switched Tm:GdScO3 slab laser at 2 μm band”为题发表于Physica Scripta。点击下方阅读原文查看通知全文↓↓↓↓↓↓阅读原文
  • 2024 - 11 - 27
    点击次数: 74
    来源:厦门钨业日前,厦门钨业(600549)稀土光电晶态材料研究所在采用泡生法生长大尺寸BGO闪烁晶体方面取得重大技术突破。经过两年的不懈努力,项目团队借鉴泡生法生长大尺寸蓝宝石晶体的成功经验,克服了包括两元组分偏离化学计量比导致的晶体着色问题、温场不均匀引起的毛坯形状扭曲等生长缺陷,通过不断优化坩埚几何要素、温度场和生长参数,成功生长出无色透明的BGO闪烁晶体。这一技术突破标志着厦门钨业在晶体生...
  • 2024 - 11 - 27
    点击次数: 57
    来源:化学加在材料科学领域,组装研究显著推动了将分子基元转化为具有新特性和功能的新材料。通过精巧的自组装,研究人员能够实现一些在分子层面上不可能出现的现象和特性,例如将非手性分子组装成手性结构、使同一发光分子在不同组装状态下表现不同的发光特性、以及实现室温磷光和聚集诱导发光等。这些突破在化学传感、分子封装、光学编码等领域引起了广泛关注。在相关组装研究中,稀土发光配合物尤其引人注目。这类配合物将稀土...
  • Copyright ©Copyright 2018  2020 上海市稀土协会 All Rights Reserved 沪ICP备2020034223号-1  沪公网安备 31010402010140号
    主办单位:上海市稀土协会 指导单位:上海市稀土材料开发应用办公室 承办单位:上海稀土产业促进中心 
    犀牛云提供企业云服务