Uğrunda küresel krizler çıkan nadir toprak elementleri, artık ağaçlarda “yetişiyor”

Dünya devleri, temiz enerji altyapıları, bataryalar ve her türlü ileri teknoloji harikası için daha fazla nadir toprak elementine, ya da kısaca NTE’ye ulaşma telaşı içinde. Hatta bu nedenle küresel krizler bile ortaya çıkabiliyor. Ama neyse ki bu elementler, kelimenin tam anlamıyla bazı ağaçlarda yetişiyor da olabilir.

Çin’deki Guangzhou Jeokimya Enstitüsü’nden bilim insanları, ilk kez nadir toprak elementleri içeren monazit nanokristallerini doğal olarak oluşturan bir bitki türü keşfetti. Bu bitki, Asya ve Pasifik bölgesinin tropikal orman biyomlarına özgü, Blechnum orientale adı verilen bir eğrelti otu türü olarak tanımlanıyor.

Güney Çin’in Guangzhou bölgesinde, nadir toprak elementlerinin toprakta doğal olarak bol bulunduğu yerlerde, bu eğrelti otu bir hiperakümülatör gibi davranıyor. Topraktaki önemli miktardaki bu nadir elementleri hızla emiyor ve onları nano boyutlu kristaller halinde kendi bünyesinde depoluyor.

Araştırmacılar, nadir toprak elementlerinin eğrelti otunun farklı kısımlarında ne kadar bulunduğunu inceledi. Ekip, lantan, seryum ve neodim gibi hafif olanlar; ve gadolinyum, disprosyum ve itriyum gibi ağır olanlar olmak üzere özellikle iki NTE grubuna odaklandı. Bulgular, bitkinin bu elementleri eşit dağıtmadığını gösteriyor. Örneğin, eğrelti otunun yaprakları, diğer kısımlarına göre çok daha yüksek konsantrasyonlarda nadir toprak elementi biriktiriyor.

Çalışmanın yazarları, bu olayı bilimsel olarak açıklarken, “Bu NTE mineralleri, hücre dışı dokular içinde, ortam koşulları altında kristalleşiyor; biyolojik olarak indüklenen mineralizasyon ve denge dışı bir kendi kendine organizasyon süreciyle dallı nanokristaller oluşturuyor” diyor. Araştırmacılar, “Bu, canlı bitkilerde fitomineralizasyon (bitki aracılı mineralizasyon) süreciyle oluşan NTE mineral kristallerinin yeni keşfidir” diye ekliyor.

Geleceğin teknolojisinin gizli temeli

Bu metallerin birçoğu, modern teknolojinin gizli temelini oluşturuyor. Lantan, hibrit otomobil bataryalarında ve optik camlarda kullanılırken, neodim elektrik motorlarındaki süper güçlü mıknatısları mümkün kılıyor. Gadolinyum gibi ağır NTE’ler MRI kontrast maddelerinde ve nükleer reaktörlerde yer alırken, itriyum LED’leri aydınlatıyor ve süper iletkenlerde kullanılıyor.

Bu elementler olmadan, günümüzün temiz enerjisinin ve elektronik cihazlarının çoğu var olamazdı. Bu nedenle dünya güçlerinin çoğu, pazarı kontrol etmek ve gelecekteki güçlü bir bu kritik element tedarikini sağlamak için kıyasıya rekabet ediyor.

Çin’deki bu son keşif, doğrudan topraktan çıkarılması zor, pahalı ve çevreye yıkıcı olan nadir toprak elementleri için bu mütevazı eğrelti otlarının çiftçilikle yetiştirilip yetiştirilemeyeceği sorusunu gündeme getiriyor. Bitkilerdeki elementlerin genel konsantrasyonu hala nispeten düşük olsa da, çalışma Blechnum orientale’nin fitomadencilik için potansiyel taşıdığını gösteriyor. Fitomadencilik, değerli metalleri topraktan çıkarmak için bitkilerin kullanıldığı çevre dostu bir süreç olarak biliniyor.

Çalışma, Environmental Science & Technology dergisinde yayımlandı…