باکتری‌ها در معادن مس چه می‌کنند؟

‌می‌متالز - مس یکی از تنها فلزات فراگیر در زندگی روزمره است. از آن در سیم‌ها به عنوان رسانای گرما و برق، سقف، لوله‌کشی و همچنین کاتالیزور برای کارخانه‌های پتروشیمی، رسانا‌های خورشیدی، الکتریکی و برای دامنه وسیعی از کاربرد‌های مرتبط با انرژی استفاده می‌شود. پس، هر روشی برای برداشت بهتر این کالای ارزشمند یک تلاش مفید است.

به گزارش می‌متالز، دبورا رودریگز، ازیکل کالن استاد مهندسی دانشکده مهندسی دانشگاه هوستون کالن آمریکا با همکاری فرانسیسکو روبلز هرناندز، استاد دانشکده فناوری و الن آکوئینو پرپتو، استاد دانشگاه سائو پائلو برزیل تحقیقی نهایی ارائه کردند که در آن مشخص شد، چگونه باکتری‌های موجود در معادن مس، یون‌های مس سمی را به مس تک اتمی پایدار تبدیل می‌کنند.

نتایج تحقیق مشترک آنان با عنوان «باکتری‌های معدن مس: تبدیل یون‌های مس سمی به مس تک اتمی پایدار» نشان می‌دهد که چگونه باکتری‌های مقاوم در برابر مس از یک معدن مس در برزیل، یون‌های سولفات مس را به مس فلزی صفر ظرفیتی تبدیل می‌کنند.

روبلز گفت: «ایده وجود باکتری در معادن موضوع جدیدی نیست، اما سوال بی‌پاسخ این بود: آن‌ها در معادن چه می‌کنند؟ با قرار دادن باکتری‌ها در داخل میکروسکوپ الکترونیکی دریافتیم که باکتری‌ها در حال جدا کردن مس تک اتمی هستند. از نظر شیمیایی، استخراج این امر بسیار دشوار است. به‌طورمعمول، مواد شیمیایی سخت در تولید اتم‌های منفرد هر عنصر استفاده می‌شود، اما باکتری‌ها به‌طورطبیعی آن را ایجاد کرده و بسیار موثر است.»

فرآیند استخراج فلز مس اغلب به دلیل سمی بودن و تولید حجم قابل توجهی برای مصرف تجاری با چالش روبرو است. طبق گفته انجمن توسعه مس، حدود یک میلیارد تن مس در ذخایر جهانی تخمین زده می‌شود که حدود ۱۲.۵ میلیون تن در سال استخراج می‌شود. این میزان بیان می‌کند که در مجموع حدود ۶۵ سال از ذخایر باقی‌مانده است. بخشی از چالش تامین ناشی از محدود بودن مس موجود در غلظت زیاد در پوسته زمین است، اما چالش دیگر، قرار گرفتن در معرض دی اکسید گوگرد و دی اکسید نیتروژن در ذوب مس و فرآیند تولید برای تغلیظ کردن فلز به مقادیر قابل استفاده است.

رودریگز گفت: «میکروب‌های موجود در محیط می‌توانند به راحتی سولفات مس را به مس تک اتمی صفر ظرفیتی تبدیل کنند. این کشف یک پیشرفت بزرگ است، زیرا فرآیند مصنوعی فعلی مس صفر ظرفیتی تک اتمی تمیز نیست و پر مشقت و گران است.»

وی افزود: «میکروب‌ها از یک مسیر بیولوژیکی منحصر به فرد با مجموعه‌ای از پروتئین‌ها استفاده می‌کنند که بتوانند مس را استخراج کرده و آن را به مس تک اتمی صفر ظرفیتی تبدیل کنند. هدف میکروب‌ها این است که با تبدیل مس یونی به مس تک اتمی، محیطی با سمیت کمتر برای خود ایجاد کنند، اما در عین حال آن‌ها چیزی تولید می‌کنند که برای ما نیز مفید است.»

با تمرکز بر ذره‌بینی الکترونیکی، روبلز نمونه‌هایی از یافته‌های رودریگز را در معادن مس برزیل مورد بررسی قرار داد و ماهیت اتم منفرد مس را تعیین کرد. گروه رودریگز و آکوئینو همچنین روند باکتریایی تبدیل سولفات مس به مس را شناسایی کردند که یافته‌ای نادر بود.

نتایج تحقیقات نشان می‌دهد که این فرآیند تبدیل جدید به عنوان گزینه‌ای برای تولید تک اتم‌های مس فلزی در مقابل روش‌های فعلی (یعنی رسوب بخار شیمیایی، پاشش و قطع لیزری در یک چهارم میلیاردم ثانیه) ایمن‌تر و کارآمدتر است.

رودریگز نتیجه‌گیری کرد: «ما فقط با یک باکتری کار کرده‌ایم، اما این تنها موردی نیست که عملکرد مشابهی را انجام می‌دهد. گام بعدی برای این تحقیق ویژه، برداشت مس از این سلول‌ها و استفاده از آن برای کاربرد‌های عملی است.»

منبع: خبرگزاری دانشجویان ایران (ایسنا)