Без знищення. Вчені у США навчилися простіше вимірювати рідкісноземельні елементи в рослинах

Про це пише видання Interesting Engineering.

Вчені з North Carolina State University створили нову методику, що дає змогу виявляти й вимірювати рідкісноземельні елементи в рослинах без пошкодження тканин. Це може змінити підхід до отримання матеріалів, які використовують у смартфонах, вітрових турбінах і електромобілях.

Читайте также: Невидимі сусіди. Рядова перевірка сосен відкрила новий вид японського сонечка

Йдеться про такі елементи, як диспрозій, тербій і європій. Вони не є справді рідкісними, але їх складно знайти у великих концентраціях, придатних для видобутку. Через це багато країн залежать від імпорту, що створює ризики для постачання.

Однією з альтернатив є фітомайнінг — процес, коли рослини поглинають метали з ґрунту і накопичують їх у своїх тканинах. Деякі види здатні витягувати рідкісноземельні елементи навіть із забруднених територій, зокрема з відходів шахт. Однак раніше було складно визначити кількість цих металів без знищення рослини.

Щоб вирішити цю проблему, дослідники використали метод флуоресцентної спектроскопії. Він полягає в тому, що тканини рослин освітлюють, а потім аналізують, як різні речовини поглинають і повторно випромінюють світло.

Рідкісноземельні метали важливі для багатьох технологій, пояснює вчена Коллін Доерті. Вона зазначає, що ці елементи рідко трапляються у високих концентраціях, тому США значною мірою залежать від імпорту і зацікавлені у пошуку власних джерел.

Читайте также: Швидше за людину. Гуманоїдний робот пробіг півмарафон у Пекіні, побивши світовий рекорд

Дослідники зосередилися на диспрозії, оскільки він випромінює світло довше, ніж природне світіння рослин. Це дозволяє відокремити сигнал металу від фону самої рослини.

Для посилення сигналу рослини обробляли вольфраматом натрію, який підсилює світіння диспрозію. Після цього використовували глибокий ультрафіолетовий лазер, щоб викликати флуоресценцію, і вимірювали випромінювання для точного визначення концентрації металу.

Хоча дослідження зосереджене на диспрозії, вчені вважають, що метод можна адаптувати й для інших елементів, зокрема тербію, європію, ербію та неодиму.

Деякі рослини здатні витягувати рідкісноземельні елементи із забрудненого ґрунту і накопичувати їх у тканинах, пояснює Доерті. За її словами, новий метод допоможе визначити, які саме рослини краще використовувати для такого видобутку і коли їх варто збирати, щоб отримати максимальну кількість цих елементів.

Читайте также: Загадка небесних тіл. Комета ATLAS змінила хімічний склад після наближення до Сонця