Met Şipman, Şimali Karolina Dövlət Universiteti

redaktə edən: Gaby Clark , rəy verən: Robert Egan

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Bu fotoşəkildə, çamurdan çıxarıla bilən nadir torpaq elementlərinin miqdarını qiymətləndirmək üçün müxtəlif konsentrasiyalarda turşu mədən drenaj çamurunda böyüyən Phytolacca americana bitkiləri göstərilir. Şəkil müəllifi: External Affairs.

Tədqiqatçılar bitkilərdə bir çox nadir torpaq elementlərinin konsentrasiyasını bitkini məhv etmədən aşkar etmək və ölçmək üçün bir texnika hazırlayıblar. Bu texnikadan bitkilərin bu vacib materialları götürüb cəmləşdirdiyi və praktik istifadə üçün yığıla biləcəyi “bitki hasilatı” səylərini optimallaşdırmaq üçün istifadə etmək olar. Məqalə Plant Direct jurnalında dərc olunub .

“Nadir torpaq metalları bir çox texnologiya üçün vacibdir”, – deyə iş üzrə məqalənin həmmüəlliflərindən biri olan Kollin Doherti bildirir. “Bunlar əslində nadir deyil, sadəcə ətraf mühitdə yüksək konsentrasiyalarda təmiz formada nadir hallarda tapılır. Hazırda ABŞ ehtiyac duyduğu nadir torpaq materiallarının əksəriyyətini beynəlxalq mənbələrdən əldə edir, ona görə də bu vacib materialların daxili mənbələrini müəyyən etməyə böyük maraq var.”

Bir seçim mədən tullantılarında və digər çirklənmiş torpaqlarda olan nadir torpaq elementlərini yığmaqdır . Lakin, bu zəhərli torpaqlarda digər torpaqlarla müqayisədə nadir torpaq elementlərinin nisbətən yüksək konsentrasiyası olsa da, bu konsentrasiyalar hələ də bunu iqtisadi cəhətdən mümkün strategiya etmək üçün çox aşağıdır.

Amma potensial bir həll yolu var: bitkilər.

Şimali Karolina Dövlət Universitetinin molekulyar və struktur biokimyası üzrə dosenti Doherti deyir: “Bəzi bitki növləri çirklənmiş torpaqdan nadir torpaq elementlərini çıxarıb öz toxumalarında cəmləşdirməyə qadirdir. Bu ‘bitki mədənçiliyi’ texnikasını maksimum dərəcədə artırmaq üçün bu bitkilərdə nadir torpaq materiallarının konsentrasiyasını aşkar etmək və ölçmək üçün bir yol tapmaq istədik. Bu, yalnız bu mədən layihələri üçün hansı bitkilərdən istifadə etmək istədiyimizi deyil, həm də nadir torpaq elementlərinin məhsuldarlığını maksimum dərəcədə artırmaq üçün həmin bitkilərin yığılması üçün optimal vaxtın nə vaxt olacağını da müəyyən edə bilər.”

Bu problemi həll etmək üçün tədqiqatçılar flüoresan spektroskopiyasından istifadə etdilər. Texnika bəzi kimyəvi birləşmələrin işığı udması və sonra həmin udulmuş enerjini müxtəlif dalğa uzunluqlarında işıq kimi təkrar yayması faktından istifadə edir. Hansı kimyəvi birləşmələrin spesifik dalğa uzunluqlarını udduğunu və yaydığını və bu emissiyaların nə qədər davam etdiyini kataloqlaşdırmaqla hansı kimyəvi birləşmələrin mövcud olduğunu müəyyən edə bilərsiniz. Ümumiyyətlə, yayılan işıq nə qədər intensiv olarsa, kimyəvi birləşmənin konsentrasiyası bir o qədər yüksək olar.

Doherti deyir ki, “Bitki maddəsinin özü geniş dalğa uzunluqları diapazonunda flüoresans edir. Beləliklə, çətinliklərdən biri bitkinin özünün avtoflüoresansını bitkinin qəbul etdiyi nadir torpaq elementlərinin flüoresansından fərqləndirmək idi.”

Bu layihə üçün tədqiqatçılar mobil telefonlardan külək turbinlərinə və elektrikli nəqliyyat vasitələrinin mühərriklərinə qədər hər şeyin istehsalı üçün vacib olan nadir torpaq elementi olan disprosiuma diqqət yetiriblər.

“Biz qismən disprosiuma diqqət yetirdik, çünki o, nisbətən uzun müddət flüoresanlaşır”, məqalənin həmmüəllifi və NC State-də Con və Ketrin Amein Ailəsinin Elektrik və Kompüter Mühəndisliyi üzrə Fərqlənən Professoru Michael Kudenov deyir. “Bu o deməkdir ki, disprosium bitkinin avtoflüoresensiyası söndükdən sonra da işıq yaymağa davam edəcək. Bu, bizə onu aşkar etməyə, intensivliyini ölçməyə və sonra bitki toxumasında disprosiumun konsentrasiyasını hesablamağa imkan verir.”

Tədqiqatçılar iki növ çubuq otu istifadə edərək texnikanı nümayiş etdirdilər. Bitkilər substratdan disprosiumu götürdülər. Daha sonra bitki toxuması xarici olaraq natrium volframla işləndi və bu, disprosiumla qarşılıqlı təsir göstərərək flüoresans zamanı disprosium tərəfindən yayılan işığı gücləndirdi. Daha sonra tədqiqatçılar dərin ultrabənövşəyi lazer istifadə edərək flüoresansı işə saldılar və bitki nümunələri tərəfindən yayılan işığın dalğa uzunluqlarını və intensivliyini ölçdülər.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Doherti deyir ki, “Natrium volfram disprosiumu aşkar etməyi asanlaşdırır. Lakin işığı proqnozlaşdırıla bilən şəkildə gücləndirdiyinə görə, onun mövcudluğunu hələ də izah edə və bitkidəki disprosiumun konsentrasiyası barədə dəqiq məlumat əldə edə bilərik.”

Tədqiqatçılar, üsullarının həm disprosiumun mövcudluğunu aşkar etməkdə, həm də bitki toxumasında disprosiumun konsentrasiyasını ölçməkdə dəqiq olduğunu aşkar etdilər.

Doherti deyir: “Bu texnika çox tez bir zamanda həyata keçirilə bilər və biz bitkini məhv etmədən sınaq keçirə biləcəyimizə görə həyəcanlıyıq ki, bu da eyni bitkini dəfələrlə sınaqdan keçirməyə imkan verir. Bu, bitkilərin toxumasında nadir torpaq elementlərinin optimal konsentrasiyasını əldə etmək üçün bu bitkiləri yığmaq üçün ən yaxşı vaxtı müəyyən etməyimizə kömək etmək üçün vacibdir.”

Kudenov deyir ki, “Bu texnikanın nadir torpaq elementləri olan terbium və avropium üçün işləyəcəyinə əmin olmaq üçün kifayət qədər ilkin iş görmüşük. Və biz texnikanın eksperimental qurğuda kiçik dəyişikliklər etməklə erbium və neodim üçün işləyəcəyinə kifayət qədər əminik. Digər nadir torpaq elementləri haqqında danışmaq üçün hələ çox tezdir, amma biz onları da araşdırmaqda maraqlıyıq.”

Bu yeni texnika, Doherty və Kudenovun rəhbərlik etdiyi daha böyük bir layihənin bir hissəsi olaraq hazırlanmışdır. Bu layihə, ABŞ-ın yerli nadir torpaq metallarına olan ehtiyacını ödəməyə və uçucu kül gölməçələrində, turşu mədənlərinin drenajı ilə çirklənmiş ərazilərdə və digər zəhərli ərazilərdə ətraf mühitin bərpası xərclərini kompensasiya etməyə yönəlmişdir.

Doherti deyir: “Biz nikbinik ki, bu, həm istehsal sektorumuz, həm də ətraf mühit üçün real fərq yarada bilər. Bu, nadir torpaq təchizat zəncirimizin irəliləməsinin vacib bir hissəsi ola bilər.”

Daha çox məlumat

Edmaritz Hernández‐Pagan və digərləri, Bitki toxumalarında disprosiumun aşkarlanması və miqdarı, Plant Direct (2026). DOI: 10.1002/pld3.70164

Şimali Karolina Dövlət Universiteti tərəfindən təmin edilir