Химическая и горнообрабатывающая промышленность вещь очень нужная, но энергоёмкая и сопровождается негативными явлениями в виде вонючего, ядовитого, вредного для здоровья дыма. Как следствие, все хотят пользоваться плодами соответствующих комбинатов, но никто не хочет жить с ними рядом. Между тем, работу по обогащению пород определёнными элементами уже миллионы и даже миллиарды лет умеют выполнять бактерии.
Например, около двух с половинной миллиардов лет назад бактерии сформировали мощные залежи джезпилитов — полосчатых железных руд, которыми человечество активно пользуется. Видимо при этом они использовали бескислородный фотосинтез с участием железа. В сезон, когда одноклеточные бурно развивались, шло их активное осаждение на дно архейских океанов, потом наступал период спада. Так появился характерный очень красивый полосчатый узор — чередование полос гематита или магнетита и обычного кварца.
Идея использовать замечательные таланты бактерий в промышленности носится в воздухе. Кстати, их уже начали использовать для получения водорода, который в свою очередь используют для получения электроэнергии. Как известно, камнем преткновения для широкого внедрения экологически чистой водородной энергетики является вопрос: а где брать водород? Потому как, хотя водородный двигатель даёт энергию, выбрасывая в атмосферу безвредный водяной пар, традиционные технологии получения водорода экологически грязные, сопровождаются выделением всё того же углекислого, а то и вовсе угарного газа. Есть, правда, технология электролиза воды, но она страшно энергоёмкая, так что непонятно, стоит ли овчинка выделки.
Но всё становится куда менее печально, когда за дело берутся пурпурные бактерии. В естественных условиях такие бактерии, выделяющие водород в процессе метаболизма, мало где приживаются. Условия на Земле для них сейчас малоподходящие, слишком много кислорода. Но если для них создать искусственный резервуар и подкармливать сточными водами из канализации, они будут исправно перерабатывать малоприятные органические отходы в водород. Таким образом решается сразу две проблемы.
Но вернёмся к железу. Внимание учёных привлекли бактерии, обитающие в чилийской пустыне Атакама. Это одно из самых засушливых мест на Земле, за последние четыреста лет там ни разу не было нормального дождя. Редкие растения как-то выживают за счёт туманов. А ещё там процветают бактерии-литотрофы (камнееды), умеющие извлекать из горных пород необходимое им железо и воду. Тщательные наблюдения позволили установить, как именно это происходит.
Решая свои задачи, камнееды выделяют специальную биоплёнку из внеклеточных полимерных веществ, растворяющую гипсовые породы. В ходе этого процесса содержащиеся в гипсе мельчайшие частички магнетита преобразуется в другой железосодержащий минерал — гематит. И благодаря жизнедеятельности бактерий этот минерал может накапливаться в бОльших концентрациях.
Представляется заманчивым изучить технологию более пристально и позаимствовать её у бактерий или даже заставить их выполнять работу для человека. Это может оказаться гораздо эффективнее, чем измельчать породу дробилками, а потом подвергать её дорогостоящим и с коммерческой и с экологической точки зрения процедурам. Как заметил один из авторов исследования: "Зачем заново изобретать колесо, которое природа совершенствовала на протяжении сотен миллионов лет?".
Что особенно интересно, учёные предполагают, что в сочетании с 3D-принтингом эта технология может пригодиться при освоении Луны и Марса.
Автор: Наталья Беспалова
Кот настоятельно рекомендует подписываться на журнал "Наука и Техника"
Ещё одну интересную статью о бактериях и кнопку, с помощью которой удобно сделать пожертвование на развитие канала, можно найти тут.
Читателям, интересующимся историей техники, Кот рекомендует канал Сергея Мороза.