Une alternative plus efficace et plus sûre à l’approvisionnement en cuivre via des bactéries – Technoguide

Le cuivre reste l’un des métaux les plus omniprésents dans la vie quotidienne. En tant que conducteur de chaleur et d’électricité, il est utilisé dans les fils, les toitures et la plomberie, ainsi que comme catalyseur pour les usines pétrochimiques, les conducteurs solaires et électriques et pour une large gamme d’applications liées à l’énergie. Par la suite, toute méthode pour récolter davantage de la marchandise précieuse s’avère une entreprise utile.

Debora Rodrigues, Ezekiel Cullen Professor of Engineering à l’Université de Houston Cullen College of Engineering, en collaboration avec Francisco C.Robles Hernandez, professeur à l’UH College of Technology et Ellen Aquino Perpetuo, professeur à l’Université de Sao Paulo, Brésil ont offert des recherche pour comprendre comment les bactéries présentes dans les mines de cuivre transforment les ions cuivre toxiques en cuivre mono-atome stable.

Dans leur article co-écrit, “Copper Mining Bacteria: Conversion d’ions de cuivre toxiques en un seul atome de cuivre stable”, leurs recherches démontrent comment une bactérie résistante au cuivre provenant d’une mine de cuivre au Brésil convertit les ions sulfate de cuivre en cuivre métallique zéro-valent.

“L’idée d’avoir des bactéries dans les mines n’est pas nouvelle, mais la question restée sans réponse était: que font-elles dans les mines?” Dit Robles. “En plaçant les bactéries dans un microscope électronique, nous avons pu comprendre la physique et l’analyser. Nous avons découvert que les bactéries isolaient le cuivre à un seul atome. En termes de chimie, c’est extrêmement difficile à obtenir. En règle générale, les produits chimiques agressifs sont utilisé pour produire des atomes uniques de n’importe quel élément. Cette bactérie le crée naturellement, ce qui est très impressionnant. “

Aussi utile que soit le cuivre, le processus d’extraction du métal conduit souvent à des expositions toxiques et à des défis lors de l’extraction d’un volume substantiel pour un usage commercial. Environ un milliard de tonnes de cuivre sont estimées dans les réserves mondiales, selon la Copper Development Association Inc., avec environ 12,5 millions de tonnes métriques par an extraites. Cela se cumule à environ 65 ans de réserves restantes. Une partie du défi d’approvisionnement vient du cuivre disponible limité en forte concentration dans la croûte terrestre, mais l’autre défi est l’exposition au dioxyde de soufre et au dioxyde d’azote dans le processus de fusion et de production du cuivre pour concentrer le métal en quantités utiles.

«La nouveauté de cette découverte est que les microbes présents dans l’environnement peuvent facilement transformer le sulfate de cuivre en cuivre à un seul atome zéro valent. Il s’agit d’une percée car le processus de synthèse actuel du cuivre zérovalent à un seul atome n’est généralement pas propre, il demande beaucoup de travail et coûte cher “A déclaré Rodrigues.

«Les microbes utilisent une voie biologique unique avec un éventail de protéines capables d’extraire le cuivre et de le convertir en cuivre à un seul atome zéro-valent. Le but des microbes est de créer un environnement moins toxique pour eux-mêmes en convertissant le cuivre ionique en cuivre unique. -atome de cuivre, mais en même temps, ils font quelque chose qui est bénéfique pour nous aussi. “

En se concentrant sur la microscopie électronique, Robles a examiné des échantillons des découvertes de Rodrigues dans les mines de cuivre brésiliennes et il a déterminé la nature d’un seul atome du cuivre. Les groupes de Rodrigues et Aquino ont en outre identifié le processus bactérien de conversion du sulfate de cuivre en cuivre élémentaire – une découverte rare.

Les résultats de la recherche démontrent que ce nouveau processus de conversion comme alternative pour produire des atomes uniques de cuivre métallique est plus sûr et plus efficace que les méthodes actuelles (c.-à-d. Dépôt chimique en phase vapeur, pulvérisation cathodique et ablation laser femtoseconde).

«Nous n’avons travaillé qu’avec une seule bactérie, mais ce n’est peut-être pas la seule qui remplisse une fonction similaire», a conclu Rodrigues. «La prochaine étape de cette recherche particulière consiste à récolter le cuivre de ces cellules et à l’utiliser pour des applications pratiques.

Source de l’histoire:

Matériel fourni par l’Université de Houston. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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