Trung Quốc phát hiện đất hiếm trong thực vật, mở ra 'mỏ vàng xanh' cho ngành khai khoáng tương lai

3 giờ trướcBài gốc

Các nhà khoa học Trung Quốc đã thu hồi được một loại khoáng chất hình thành tự nhiên có chứa các nguyên tố đất hiếm từ cây dương xỉ Blemchnum orientale. Ảnh: Shutterstock.

Một nhóm nhà khoa học do Trung Quốc dẫn đầu cho biết họ đã phát hiện một khoáng vật hình thành tự nhiên chứa các nguyên tố đất hiếm trong một loài dương xỉ – lần đầu tiên được ghi nhận trên thế giới – mở ra một “mô hình tuần hoàn xanh” cho việc khai thác các nguyên tố đất hiếm có giá trị cao, theo thông tin từ tổ chức đứng sau nghiên cứu này.

Các nhà nghiên cứu cho biết việc phát hiện khoáng vật monazite kích thước nano trong một loài thực vật sống “mở ra những khả năng mới cho việc thu hồi trực tiếp các vật liệu đất hiếm chức năng”.

“Theo hiểu biết của chúng tôi, đây là báo cáo sớm nhất về hiện tượng các nguyên tố đất hiếm kết tinh thành khoáng vật bên trong một loài thực vật siêu tích lũy. Công trình này chứng minh tính khả thi của công nghệ phytomining và giới thiệu một phương pháp mới dựa trên thực vật để phát triển bền vững nguồn tài nguyên đất hiếm”, nhóm nghiên cứu viết trong tạp chí Environmental Science & Technology được bình duyệt trong tháng này.

Nghiên cứu được thực hiện bởi Viện Địa Hóa Quảng Châu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, phối hợp với một nhà khoa học địa chất tại Khoa Khoa học Trái đất của Đại học Virginia Tech (Mỹ).

Phytomining là phương pháp “khai khoáng xanh”, sử dụng các loài thực vật gọi là “siêu tích lũy” để hấp thụ kim loại từ đất. Nhóm nghiên cứu cho rằng đây là một chiến lược còn ít được khai thác, nhưng có tiềm năng lớn trong việc đảm bảo nguồn cung đất hiếm bền vững.

Trong bài báo, các nhà khoa học mô tả các loài siêu tích lũy là những thực vật có thể tập trung kim loại nặng hoặc á kim trong mô của mình ở mức cao gấp hàng trăm đến hàng nghìn lần so với đất xung quanh.

“Tận dụng khả năng đáng kinh ngạc này, phytomining bao gồm việc trồng các loài thực vật này trên đất giàu kim loại, rồi thu hồi kim loại mục tiêu từ sinh khối đã thu hoạch. Chiến lược này giúp giảm sự phụ thuộc vào khai thác truyền thống, đồng thời hạn chế rủi ro môi trường và địa chính trị”, nhóm cho biết.

Monazite là một loại khoáng vật phosphate giàu các nguyên tố đất hiếm như cerium, lanthanum và neodymium.

Thông thường, monazite hình thành dưới áp suất cao và nhiệt độ hàng trăm độ C, nhưng các nhà khoa học cho biết thực vật có thể tạo ra quá trình khoáng hóa này trong điều kiện tự nhiên bình thường trên bề mặt Trái Đất.

Khoáng vật này có nhiệt độ nóng chảy cao, khả năng phát xạ quang học tuyệt vời và khả năng chống ăn mòn vượt trội trước thủy tinh nóng chảy và phóng xạ.

Với tính chất cơ học, vật lý và nhiệt học đặc biệt, monazite rất phù hợp để ứng dụng trong vật liệu phủ và lớp chắn khuếch tán, chất phát quang, laser, bộ phát sáng, chất dẫn ion và làm ma trận cho quản lý chất thải phóng xạ, theo nhóm nghiên cứu.

Trong nghiên cứu, các nhà khoa học thu thập mẫu cây của loài dương xỉ có tên Blechnum orientale – vốn được biết đến là một loài thực vật siêu tích lũy đất hiếm – cùng với mẫu đất xung quanh, tại các mỏ đất hiếm ở thành phố Quảng Châu, miền Nam Trung Quốc.

Phân tích cho thấy các nguyên tố đất hiếm tập trung chủ yếu ở phiến lá, sau đó đến rễ và cuống lá.

Theo bài báo, các khoáng vật kết tinh trong mô ngoại bào dưới điều kiện tự nhiên, giúp cây ngăn các nguyên tố không dinh dưỡng xâm nhập vào tế bào và khử độc.

Các nhà nghiên cứu cho biết quá trình hình thành monazite xảy ra tương tự như “vườn hóa học” (chemical garden) – nơi các cấu trúc giống thực vật hình thành khi một “hạt mầm” muối kim loại được thả vào dung dịch chứa các anion như silicate hoặc phosphate.

Đây cũng là một ví dụ trong hóa học về quá trình tự tổ chức phi cân bằng, nơi các cấu trúc phức tạp hình thành một cách tự nhiên.

“Hiện tượng này là một dạng vườn hóa học mới được nhận diện trong thực vật, được thúc đẩy bởi nồng độ cao của muối kim loại (đất hiếm và phosphate) trong môi trường nước”, nhóm nghiên cứu viết.

Trong thông cáo phát đi mới đây, Viện Địa Hóa Quảng Châu cho biết nghiên cứu này mang đến “một hướng đi mới cho việc sử dụng bền vững tài nguyên đất hiếm”.

“Bằng cách trồng các loài thực vật siêu tích lũy, các nguyên tố đất hiếm giá trị cao có thể được thu hồi từ thực vật, đồng thời xử lý đất ô nhiễm và khôi phục hệ sinh thái tại các bãi thải đất hiếm – qua đó hiện thực hóa mô hình tuần hoàn xanh ‘vừa phục hồi vừa tái chế’”, thông cáo viết.

Theo SCMP

Huyền Chi

Nguồn VietTimes : https://viettimes.vn/trung-quoc-phat-hien-dat-hiem-trong-thuc-vat-mo-ra-mo-vang-xanh-cho-nganh-khai-khoang-tuong-lai-post191539.html