金屬「鏑」(Dysprosium)或許較少人知道,但卻與現代生活息息相關。由於對磁力高度敏感,鏑成為電腦硬碟、風力發電機及電動車驅動馬達的關鍵材料。
目前全球鏑來源主要為中國南方及緬甸離子吸附型黏土礦床,開採過程還對環境破壞甚鉅。北卡羅萊納州立大學生物化學團隊近日發表突破性技術,有望讓稀土元素取得兼顧經濟效益與生態保護。團隊開發出更便捷的雷射檢測系統,且使用北美原生植物取得稀土金屬。
「某些植物能從受污染土壤吸收稀土元素,並收在組織內」,北卡州立大學生物化學家柯琳‧多爾帝(Colleen Doherty)解釋。她指出:「稀土金屬其實不稀有,只是自然環境很少以高濃度純淨狀態存在。」
團隊以北美原生草本植物「美洲商陸」(Phytolacca americana,又名龍莓草)為實驗對象,探究能否於重度污染土地回收稀土金屬。團隊將龍莓草種在酸性礦山排水污泥上,這是一種常見且富含重金屬的廢棄物。為了讓「植物採礦」技術發揮最大效益,團隊採螢光光譜分析法,以深紫外雷射快速掃描,測量植物釋放的光波長度,辨識化學成分。
相較傳統「感應耦合電漿質譜法」需將植物樣本燒成灰燼,新技術溫和許多。多爾帝表示:「這種方法非常快速,且不會破壞植物,使我們能重複測試同株植物。」這種非破壞性的持續監測,有助稀土元素濃度達最佳狀態時採收植物。
論文發表於《Plant Direct》期刊。團隊指出,開發非破壞性篩選方法,有助找出最具累積稀土潛力的植物品種。
重金屬農業前景可期
利用植物萃取土壤金屬的「植物採礦」概念早在1970年代便出現。儘管歐洲和非洲近年已有大型計畫推動,但仍需更多基礎研究才能商業化。
團隊成員、電機與電腦工程師(Michael Kudenov)表示,這項技術對其他用於永續科技及先進電子產品的稀土元素同樣有效。「我們有信心,只需稍微調整實驗設置,這項技術便能用於鉺和釹檢測。」釹是許多油電混合車及電動車的重要元件。
他補充:「初步研究也顯示,此技術可用於鋱和銪檢測。」鋱於平面螢幕、海軍聲納及光纖設備都能用。多爾帝表示:「我們樂觀認為,新技術能使製造業和環保達成雙贏。」
(首圖來源:Jakec, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons)






