ffynhonnell:Phys.org

Mae elfennau daear prin o fwyn yn hanfodol ar gyfer bywyd modern ond mae eu mireinio ar ôl mwyngloddio yn gostus, yn niweidio'r amgylchedd ac yn digwydd dramor yn bennaf.

Mae astudiaeth newydd yn disgrifio prawf o egwyddor ar gyfer peiriannu bacteriwm, Gluconobacter oxydans, sy'n cymryd cam cyntaf mawr tuag at ddiwallu'r galw cynyddol am elfennau daear prin mewn ffordd sy'n cyfateb i gost ac effeithlonrwydd dulliau echdynnu a mireinio thermocemegol traddodiadol ac sy'n ddigon glân i fodloni safonau amgylcheddol yr Unol Daleithiau.

“Rydym yn ceisio llunio dull sy’n gyfeillgar i’r amgylchedd, tymheredd isel, pwysedd isel ar gyfer cael elfennau daear prin allan o graig,” meddai Buz Barstow, uwch awdur y papur ac athro cynorthwyol peirianneg fiolegol ac amgylcheddol ym Mhrifysgol Cornell.

Mae'r elfennau—y mae 15 ohonynt yn y tabl cyfnodol—yn angenrheidiol ar gyfer popeth o gyfrifiaduron, ffonau symudol, sgriniau, meicroffonau, tyrbinau gwynt, cerbydau trydan a dargludyddion i radar, sonarau, goleuadau LED a batris y gellir eu hailwefru.

Er bod yr Unol Daleithiau ar un adeg wedi mireinio ei helfennau daear prin ei hun, daeth y cynhyrchiad hwnnw i ben fwy na phum degawd yn ôl. Nawr, mae mireinio'r elfennau hyn yn digwydd bron yn gyfan gwbl mewn gwledydd eraill, yn enwedig Tsieina.

“Mae’r rhan fwyaf o gynhyrchu ac echdynnu elfennau daear prin yn nwylo gwledydd tramor,” meddai’r cyd-awdur Esteban Gazel, athro cyswllt gwyddorau daear ac atmosfferig yng Nghornell. “Felly er diogelwch ein gwlad a’n ffordd o fyw, mae angen i ni fynd yn ôl ar y trywydd iawn i reoli’r adnodd hwnnw.”

Er mwyn diwallu anghenion blynyddol yr Unol Daleithiau am elfennau daear prin, byddai angen tua 71.5 miliwn tunnell (~78.8 miliwn tunnell) o fwyn crai i echdynnu 10,000 cilogram (~22,000 pwys) o elfennau.

Mae dulliau cyfredol yn dibynnu ar doddi craig gydag asid sylffwrig poeth, ac yna defnyddio toddyddion organig i wahanu elfennau unigol tebyg iawn oddi wrth ei gilydd mewn toddiant.

“Rydyn ni eisiau darganfod ffordd o wneud byg sy’n gwneud y gwaith hwnnw’n well,” meddai Barstow.

Mae G. oxydans yn adnabyddus am wneud asid o'r enw biolixiviant sy'n hydoddi craig; mae'r bacteria'n defnyddio'r asid i dynnu ffosffadau o elfennau daear prin. Mae'r ymchwilwyr wedi dechrau trin genynnau G. oxydans fel ei fod yn echdynnu'r elfennau'n fwy effeithlon.

I wneud hynny, defnyddiodd yr ymchwilwyr dechnoleg a helpodd Barstow i'w datblygu, o'r enw Knockout Sudoku, a oedd yn caniatáu iddynt analluogi'r 2,733 o enynnau yng ngenom G. oxydans fesul un. Curadodd y tîm fwtaniadau, pob un â genyn penodol wedi'i ddileu, fel y gallent nodi pa enynnau sy'n chwarae rolau wrth gael elfennau allan o graig.

“Rwy’n hynod o optimistaidd,” meddai Gazel. “Mae gennym broses yma a fydd yn fwy effeithlon nag unrhyw beth a wnaed o’r blaen.”

Alexa Schmitz, ymchwilydd ôl-ddoethurol yn labordy Barstow, yw awdur cyntaf yr astudiaeth, “Gluconobacter oxydans Knockout Collection Finds Improved Rare Earth Element Extraction,” a gyhoeddwyd yn Nature Communications.

---

Amser postio: Gorff-04-2022