我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)植物自產(chǎn)稀土元素綠色循環(huán)模式新突破

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2025-11-13 08:51:11 金投網(wǎng)

我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)植物自產(chǎn)稀土元素綠色循環(huán)模式新突破！中國科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)團(tuán)隊(duì)在一種蕨類植物中發(fā)現(xiàn)了一種天然形成的含稀土元素的礦物，這是世界首例。這一發(fā)現(xiàn)為提取高價(jià)值稀土元素提供了一種綠色循環(huán)模式。研究人員表示，在活體植物中發(fā)現(xiàn)納米級獨(dú)居石為直接提取功能性稀土元素材料開辟了新的可能性。據(jù)他們所知，這是首次報(bào)道稀土元素在超富集植物中結(jié)晶成礦物相。

該團(tuán)隊(duì)在《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》期刊上發(fā)表文章稱，這項(xiàng)工作證實(shí)了植物采礦的可行性，并提出了一種基于植物的創(chuàng)新方法，用于可持續(xù)的稀土元素資源開發(fā)。研究由中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所的研究人員與美國弗吉尼亞理工大學(xué)地球科學(xué)系的地球科學(xué)家合作完成。

植物采礦是一種利用所謂的超富集植物從土壤中提取金屬的綠色方法，通過植物吸收、富集和礦化過程實(shí)現(xiàn)金屬回收，同時(shí)修復(fù)污染土壤?？茖W(xué)家們將超富集植物描述為能夠在組織中富集重金屬或類金屬，其濃度比周圍土壤高出數(shù)百倍甚至數(shù)千倍的植物。這種策略減少了對傳統(tǒng)采礦的依賴，同時(shí)降低了相關(guān)的環(huán)境和地緣政治風(fēng)險(xiǎn)。

獨(dú)居石是一種富含稀土元素（包括鈰、鑭和釹）的磷酸鹽礦物，具有高熔點(diǎn)、優(yōu)異的光學(xué)發(fā)射率以及卓越的抗熔融玻璃腐蝕和抗輻射損傷能力。研究團(tuán)隊(duì)指出，其優(yōu)異的機(jī)械、物理和熱學(xué)性能使其非常適合用于涂層和擴(kuò)散屏障、發(fā)光材料、激光器和發(fā)光器件、離子導(dǎo)體以及放射性廢物處理基質(zhì)等應(yīng)用。通常情況下，獨(dú)居石會在高溫高壓下形成，但植物提供了一種在常溫常壓下進(jìn)行礦化的替代方案，形成的“獨(dú)居石”純凈且無放射性。

在這項(xiàng)研究中，研究人員采集了一種已知的稀土超富集植物——烏毛蕨的樣本及其周圍土壤。這些樣本采自廣州的稀土礦床。分析表明，稀土元素主要集中在羽片中，其次是根系和葉柄。論文指出，在環(huán)境條件下，這些礦物質(zhì)會在植物細(xì)胞外組織中結(jié)晶，從而阻止非營養(yǎng)元素進(jìn)入細(xì)胞并起到解毒作用。

這種現(xiàn)象是植物中新發(fā)現(xiàn)的化學(xué)花園，其形成是由水環(huán)境中高濃度的金屬鹽（稀土元素和磷酸鹽）驅(qū)動的。這一能力直接顛覆了找礦邏輯，以前需要用鉆機(jī)打孔找礦，現(xiàn)在則可以直接從植物中回收高價(jià)值稀土，同時(shí)修復(fù)污染土壤，恢復(fù)稀土尾礦的生態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)修復(fù)與回收同時(shí)進(jìn)行的綠色循環(huán)模式，為稀土資源的可持續(xù)利用提供了一條新途徑。

(責(zé)任編輯：0882)

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