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A mixed stream of minerals enters a separation process, and two nearly similar elements emerge apart: Battelle researchers used engineered proteins to separate lanthanum and neodymium in a single laboratory stage. The tests delivered more than 90% purity and yield, according to the results reported by Interesting Engineering.
Un flux mélangé de minerais entre dans un procédé de séparation, et deux éléments presque similaires en ressortent séparés : des chercheurs de Battelle ont utilisé des protéines conçues pour séparer le lanthane et le néodyme en une seule étape de laboratoire. Les tests ont produit une pureté et un rendement supérieurs à 90 %, selon les résultats rapportés par Interesting Engineering.
The trick is to borrow biology's selectivity. Battelle modified calcium-binding peptides so they interact with particular rare earth elements at the molecular level. Instead of relying on repeated chemical processing, the proteins recognize target elements inside a mixed material stream; tests also removed non-rare-earth ions from simulated leachates and industrial feedstock materials.
L’astuce consiste à s’inspirer de la sélectivité du vivant. Battelle a modifié des peptides se liant au calcium afin qu’ils interagissent avec certains éléments des terres rares à l’échelle moléculaire. Au lieu de recourir à des traitements chimiques répétés, les protéines reconnaissent les éléments ciblés au sein d’un flux de matériaux mélangés ; les tests ont aussi éliminé des ions qui ne sont pas des terres rares dans des lixiviats simulés et des matières premières industrielles.
That matters because separating rare earths is one of the hardest steps in the mineral supply chain. The elements often behave similarly during conventional chemical separation. Yet individual materials are needed for permanent magnets in electric vehicles and wind turbines, and they also appear in smartphones, defense equipment and advanced computing hardware.
L’enjeu est important, car la séparation des terres rares est l’une des étapes les plus difficiles de la chaîne d’approvisionnement minière. Ces éléments se comportent souvent de manière similaire lors des séparations chimiques conventionnelles. Pourtant, des matériaux spécifiques sont nécessaires aux aimants permanents des véhicules électriques et des éoliennes, et ils sont également présents dans les smartphones, les équipements de défense et le matériel informatique avancé.
And so what, concretely? If the approach survives scale-up, a processor could gain another route for recovering strategically important materials in the United States, potentially with fewer processing stages. The current result does not show that an industrial plant can do this: researchers still have to determine how the proteins handle different feedstocks, how they are produced and recovered in large quantities, and whether they remain durable over repeated processing cycles while costs stay under control.
Et concrètement ? Si cette approche résiste au passage à l’échelle, un transformateur pourrait disposer d’une nouvelle voie pour récupérer des matériaux stratégiques aux États-Unis, potentiellement avec moins d’étapes de traitement. Le résultat actuel ne montre pas qu’une usine industrielle puisse réaliser cette opération : les chercheurs doivent encore déterminer comment les protéines traitent différentes matières premières, comment les produire et les récupérer en grandes quantités, et si elles restent durables au fil de cycles de traitement répétés tout en maintenant les coûts sous contrôle.
The work was supported through DARPA's Environmental Microbes as a Bioengineering Resource program. Dr. Kate H. Kucharzyk, a research leader at Battelle, said engineered proteins could add a new tool to mineral recovery. For now, the evidence is a laboratory demonstration, not a commercial separation system.
Ces travaux ont été soutenus dans le cadre du programme Environmental Microbes as a Bioengineering Resource de DARPA. La Dre Kate H. Kucharzyk, responsable de recherche chez Battelle, a déclaré que les protéines conçues pourraient apporter un nouvel outil à la récupération des minerais. Pour l’instant, les éléments disponibles constituent une démonstration en laboratoire, et non un système commercial de séparation.