Американские ученые создают растения для сбора ценных минералов, улучшения почвы и создания биотоплива.
Молекулярные биологи из Массачусетского университета в Амхерсте (UMass AMherst) разрабатывают новаторский метод извлечения важнейших минералов, таких как никель, с использованием растений для перехода к чистой энергии.
В настоящее время ученые Амхерста стремятся создать Camelina sativa, представитель семейства крестоцветных, который будет вести себя как другое растение, которое «гипераккумулирует» никель.
По данным Университета Массачусетса в Амхерсте, этот «важнейший электрический компонент» необходим в Соединенных Штатах для подпитки зеленой экономики, включая энергоэффективные батареи и электромобили.
Всем растениям для жизни и процветания нужны питательные вещества, но особая группа, известная как «гипераккумуляторы», обладает сверхъестественной способностью поглощать минералы.
Ом Паркаш Дханкер, профессор молекулярной биологии и фиторемедиации в Школе сельского хозяйства Стокбриджа при Университете Массачусетса в Амхерсте, последние несколько десятилетий занимался разработкой метода, позволяющего усилить эту врожденную способность и превратить горнодобывающую промышленность в экологически чистое предприятие.
«Традиционная добыча полезных ископаемых крайне разрушительна, но фитодобыча может обеспечить нам устойчивые внутренние поставки никеля, которые помогут обеспечить переход к зеленой экономике», — сказал Дханкер в пресс-релизе UMASS в Амхерсте.
Фитомайнинг или превращение растений в майнеров
Профессор Ом Паркаш Дханкер специализируется на «фиторемедиации» в Университете Массачусетса в Амхерсте. Сначала он изучает, как растения могут помочь в детоксикации почвы, эффективно очищая ее, поскольку все растения получают свой источник питания, извлекая питательные вещества.
Следующим логическим шагом в его работе было бы применение той же естественной системы извлечения для сбора минералов. И одно растение, в частности, Odontarrhena (ранее Alyssum murale ) «гипераккумулирует» никель.
Только одна компания, говорится в пресс-релизе, добывает никель традиционным способом в США. Science хочет внедрить подход на основе растений, чтобы избежать неблагоприятного воздействия добычи на окружающую среду.
Это важно, поскольку почти миллион акров верхнего слоя почвы содержит следовые количества никеля.
Однако, даже несмотря на то, что до 3 процентов его биомассы может состоять из никеля, профиль Alyssum как инвазивного вида делает его неблагоприятным для промышленного использования. Вот почему профессор Дханкер и его коллега обратились к Camelina sativa.
Этот надоедливый сорняк, широко используемый в США, растет в два и три раза быстрее, чем Alyssum . Его семена содержат центральный ингредиент в биотопливе, поэтому растение уже присутствует в США как « зеленый материал ».
Профессор Дханкер хочет узнать, каким образом Alyssum биологически удерживает так много никеля, что он сможет модифицировать Camelina sativa для получения фитоминного никеля.
«Наша идея», — сказал Дханкер в пресс-релизе Массачусетского университета в Амхерсте, — «заключается в том, чтобы определить, какие гены и белки отвечают за гипераккумуляцию никеля у Alyssum , а затем переделать Camelina так, чтобы она тоже могла гипераккумулировать никель. Мы также хотим определить, какие почвенные добавки оптимизируют способность модифицированной Camelina извлекать еще больше никеля из почвы».
Пришло время использовать никель
Если Дханкер сможет заставить Camelina действовать как Alyssum , страна сможет ускорить переход к зеленой энергетике, поскольку это будет способствовать развитию экологически чистых отраслей, которым необходимы критически важные минералы и биотопливо.
Хотя эта технология не сможет насытить рынок, она может обеспечить до 20–30 процентов спроса, сказал Дханкер в соответствии с UMASS Amherst. Он также считает, что никеля достаточно для поставок на 50 лет фитодобычи.
Проект перспективных исследований Министерства энергетики США предоставил Дханхеру и его коллеге Сину грант в размере более миллиона долларов на выращивание этого мощного растения, что демонстрирует потенциал и привлекательность их исследования.
Читайте нашу главную страницу — Взгляд в будущее, Инновации, Технологии, Наука, Новые открытия, Изобретения