铜矿细菌:采购铜的更有效,更安全的替代品

铜缆厂

铜是日常生活中使用的普遍存在的金属。作为热量和电力的导体,它通常用于电线中。

铜仍然是日常生活中最无处不在的金属之一。作为热量和电力的导体,它用于电线,屋顶和管道,以及石化植物,太阳能和电导体的催化剂,以及各种能源相关的应用。随后,收获更多有价值商品的任何方法都证明了一个有用的努力。

Debora RodRigues,Ezekiel Cullen休斯顿大学工程师工程学院,与Francisco C. Robles Hernandez合作,教授巴西圣保罗大学教授技术学院和Ellen Aquino Perpetuo提供了确凿的研究,了解铜矿中发现的细菌如何将有毒铜离子转化为稳定的单一 -原子铜。

Debora RodRigues.

Ezekiel Cullen休斯顿大学工程师工程教授。信誉:休斯顿大学

在他们的共同撰写的论文中,“铜矿细菌:将有毒铜离子转化为稳定的单个原子铜,”他们的研究表明,巴西铜矿的铜抗菌性如何转化铜矿4.(硫酸铜)离子进入零价Cu(金属铜)。

“矿山细菌的想法并不是新的,但未答复的问题是:他们在矿山里做了什么?”罗布尔说。“通过将细菌放入电子显微镜内,我们能够弄清楚物理并分析它。我们发现细菌正在分离单个原子铜。在化学方面,这极难衍生。国外欧洲杯足球彩票通常,使用苛刻的化学品以产生任何元素的单个原子。这种细菌自然地创造它非常令人印象深刻。“

与铜一样有用是,采矿金属的过程通常导致有毒暴露和挑战绘制大量商业用途。根据铜开发协会公司的说法,全球储备估计大约10亿吨铜价,每年大约1250万公吨。这一汇总到大约65年的剩余储备。部分供应挑战来自地球地壳中高浓度的有限可用铜,但其他挑战是在铜冶炼和生产过程中暴露于二氧化硫和二氧化氮,以将金属浓缩成有用的量。

弗朗西斯科罗布尔斯

Francisco C. Robles,UH技术学院教授。信誉:休斯顿大学

“这一发现的新颖性是环境中的微生物可以轻松将硫酸铜转化为零价单原子铜。这是一个突破,因为目前的单射零铜的合成过程通常不干净,它是劳动密集型和昂贵的,“罗格里格说。

“微生物利用独特的生物途径,具有可以提取铜(II)的蛋白质阵列(Cu)2+)并将其转换为单原子零价铜(Cu0.)。微生物的目的是通过将离子铜转化为单原子铜来为自己创造较小的毒性环境,但同时它们也使某些有利于我们的东西。“

通过专注于电子显微镜,ROBLES在巴西铜矿的罗德里格调查结果中检查了样本,并确定了铜的单个原子本质。Rodrigues和Aquino的组进一步确定了将硫酸铜转化为元素铜的细菌方法 - 罕见的发现。

研究结果表明,这种新的转换过程作为制造金属铜的单个原子的替代方案更安全,更有效地与电流方法(即化学气相沉积,溅射和飞秒激光烧蚀)。

“我们只用一个细菌合作,但这可能不是那里的唯一一个表现出类似的功能,”罗杰斯总结道。“这种特定研究的下一步是从这些细胞收获铜,并使用它进行实际应用。”

参考文献:“铜矿细菌:将有毒铜离子转化为稳定的单射铜”,由路易斯哈希·格雷斯托,JanirePeña-Bahamonde,Bruno Karolski,Bruna Bacaro Borrego,Elen Aquino Perpetuo,Claudio Augusto Oller Do Nascimento,Hiroki Hashiguchi,玛丽亚Aparecida Juliano,Francisco C. Robles Hernandez和Debora Frigi Rodrigues,4月23日,4月23日,科学推进
DOI:10.1126 / sciadv.abd9210

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