Папоротник, который выращивает редкоземельные элементы

Китайские учёные обнаружили, что папоротник Blechnum orientale из Южного Китая естественным образом формирует нанокристаллы, содержащие редкоземельные элементы (РЗЭ). Это открывает путь к новому «зелёному» способу добычи этих минералов — фитомайнингу.

РЗЭ — группа из 17 металлов, критически важных для ветряных турбин, аккумуляторов электромобилей, смартфонов и медицинских сканеров. Их добыча традиционными методами дорога, связана с использованием агрессивных химикатов и наносит значительный ущерб окружающей среде.

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Environmental Science & Technology, этот папоротник является гипераккумулятором, растущим на почвах, обогащённых РЗЭ. Учёные выяснили, в какой форме элементы накапливаются в растении, что важно для разработки эффективного процесса извлечения.

Папоротник, растущий кристаллы

С помощью мощных методов визуализации и химического анализа команда обнаружила, что папоротник формирует наноразмерные кристаллы минерала монацита, богатого РЗЭ, в своих тканях — в клеточных стенках и межклеточных пространствах. Монацит является одним из основных источников РЗЭ в геологических месторождениях.

Учёные впервые наблюдали, как живое растение создаёт кристалл редкоземельного элемента. Кристаллы росли в виде сложных самоорганизующихся микроскопических ветвящихся структур, похожих на «химический сад».

Перспективы фитомайнинга

Открытие, сделанное даже на одном виде папоротника, укрепляет доказательства того, что фитомайнинг возможен. Растения могут стать ценным, более дешёвым и менее разрушительным методом добычи критически важных РЗЭ в будущем.

Как отметили исследователи, их работа «раскрывает ранее неизвестный, опосредованный растениями путь формирования критических минералов... и открывает новые возможности для прямой добычи функциональных материалов из РЗЭ».