Você pode não ter ouvido falar de disprósio, mas o elemento de terras raras é provavelmente um dos motivos pelos quais você consegue ler esta frase agora. A alta sensibilidade do metal às forças magnéticas tornou-o um componente crítico em discos rígidos de computadores, bem como nos geradores elétricos necessários para turbinas eólicas e nos motores de acionamento de veículos elétricos (EVs).
A maior parte da oferta global de disprósio é extraída, em vez de destrutivamentede depósitos de argila por adsorção de íons no sul da China e nas proximidades de Mianmar. Mas bioquímicos da Universidade Estadual da Carolina do Norte (NC State) anunciaram uma nova técnica de medição que poderia finalmente ajudar a tornar o fornecimento deste elemento crítico de terras raras, e de outros, algo vantajoso para a economia e a biosfera. A equipe desenvolveu um sistema de medição a laser mais rápido e conveniente que tornaria viável a colheita de metais de terras raras de plantas comuns nativas da América do Norte.
“Algumas espécies de plantas são capazes de retirar elementos de terras raras do solo poluído e concentrá-los em seus tecidos”, disse a bioquímica do estado da Carolina do Norte, Colleen Doherty. explicado em um comunicado.
“Metais de terras raras… estes não são realmente raros”, observou Doherty, “só que raramente são encontrados em altas concentrações no meio ambiente em sua forma pura”.
Dragonberries sob ultravioleta profundo
A equipe de Doherty trabalhou com espécies de ervas daninhas nativas Phytolacca americana– também conhecida como pokeweed ou dragonberries – para investigar sua capacidade de recuperar metais de terras raras do tipo de terra geralmente condenada como Superfundo sites. (A equipe plantou a erva em lodo de drenagem ácida de mina, um comum produto residual muitas vezes cheio de metais pesados.)
“Para maximizar esta técnica de ‘mineração de plantas’, queríamos encontrar uma maneira de detectar e medir a concentração de materiais de terras raras nessas plantas”, disse Doherty.
Sua equipe recorreu à espectroscopia de fluorescência. Sua versão da técnica usa varreduras rápidas por meio de um laser ultravioleta profundo, medindo os comprimentos de onda da luz emitida de volta como forma de identificar o conteúdo químico dentro de cada planta. O método é relativamente benigno – ao contrário dos métodos anteriores, como a espectroscopia de massa com plasma indutivamente acoplado, por exemplo, que literalmente apenas transforma amostras de plantas em cinzas para identificar seu conteúdo.
A espectroscopia de fluorescência “pode ser feita muito rapidamente”, de acordo com Doherty, “e estamos entusiasmados por podermos realizar os testes sem destruir a planta, o que nos permite testar a mesma planta repetidamente”. Esta monitorização contínua e não destrutiva, observou ela, ajudará a cronometrar a colheita destas plantas para a “concentração ideal de elementos de terras raras”.
A espectroscopia de fluorescência também ajuda além do tempo de colheita, como escreveu a equipe em seu estudo, publicado na revista Plant Direct. O desenvolvimento de “métodos de triagem alternativos e não destrutivos”, escreveram eles, “ajudará a identificar plantas com o maior potencial de acumulação de REE”.
Agricultura de metais pesados
É verdade que todo o conceito de utilização de plantas para extrair metais do solo, tecnicamente conhecido como “fitominização”, já existe há algum tempo (desde, pelo menos, a década de 1970). Mas, apesar dos grandes projectos recentes em Europa e Áfricaainda há muita pesquisa e desenvolvimento básico, como o projeto da NC State, necessária para tornar o conceito viável.
De acordo com um dos co-autores de Doherty, o engenheiro elétrico e de computação da NC State Michael Kudenov, a equipe também fez progressos explorando esta técnica para um punhado de outros REEs usados em tecnologia sustentável e outros eletrônicos avançados.
“Estamos bastante confiantes de que a técnica funcionará para o érbio e o neodímio, com pequenas alterações na configuração experimental”, disse Kudenov em comunicado. (O neodímio é um componente em muitos carros híbridos e EVs.)
“Também fizemos trabalho preliminar suficiente para ter certeza de que esta técnica funcionará para os elementos de terras raras térbio e európio”, acrescentou Kudenov. (Térbio vê usar em telas planas, sonar naval e fibra óptica.)
“Estamos optimistas de que isto pode fazer uma diferença real”, disse Doherty, “tanto para o nosso sector industrial como para o ambiente”.
