Американские ученые получили грант на $3,3 млн, чтобы разработать технологию извлечения ценных материалов из промышленных отходов с помощью биологических методов. Исследовательская группа под руководством Вустерского политехнического института (WPI) попробует адаптировать природные механизмы, которые используют диатомовые водоросли и морские губки.
Промышленные отходы, такие как угольная зола, красный шлам и хвосты обогащения руд, обычно считают серьезной экологической проблемой. Однако в них содержатся кремний, редкоземельные элементы и другие критически важные минералы. По одной из оценок, только в отвалах угольной золы в США скопилось около 11 млн тонн редкоземельных металлов на сумму $8,4 млрд. Эти элементы необходимы для электроники, технологий чистой энергетики и оборонной промышленности.
Существующие методы получения материалов на основе кремния, например, для бетона или полупроводников, требуют высоких температур и агрессивных химикатов. В поисках более щадящего подхода исследователи обратились к природе. Диатомовые водоросли, морские губки и некоторые растения способны «строить» сложные кремниевые структуры из растворенного в воде кремния в мягких условиях. Ученые надеются применить эти биологические процессы, чтобы разлагать промышленные отходы.
Проект преследует двойную цель: не только высвободить из отходов ценные минералы, но и преобразовать оставшийся кремний в полезные продукты. Такой комплексный подход может изменить то, как промышленность управляет отходами и получает сырье.
Пятилетний проект объединит специалистов по биологии, геохимии, материаловедению и искусственному интеллекту. С помощью компьютерного моделирования и ИИ ученые планируют спроектировать специальные биомолекулы и предсказать, как они будут взаимодействовать с отходами. Это поможет быстрее найти наиболее эффективные решения. Если технология окажется успешной, она позволит снизить зависимость от добычи первичного сырья, уменьшить экологический след промышленности и укрепить внутренние поставки стратегических материалов.
