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Aprovechando un bioabsorbente de proteínas autoensamblable genéticamente diseñado para la recuperación eficiente y selectiva de elementos de tierras raras

Xue Wei ¹, Wenyan Zhang ¹, Baotong Zhu ¹

⁰College of the Environment and Ecology, Xiamen University, Xiamen, Fujian 361102, China.

Environmental Science & Technology +

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21 de agosto de 2025

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Resumen

Un nuevo bioabsorbente de proteínas, PCI-Hans-LanM, recupera eficientemente los elementos de tierras raras de los residuos industriales. Este enfoque de la bioingeniería ofrece una solución sostenible para la extracción de REE y apoya una economía circular.

Área De La Ciencia

Biotecnología
Ciencias de los materiales
Ciencias del medio ambiente

Sus Antecedentes

La demanda mundial de elementos de tierras raras (TER) está aumentando para aplicaciones de alta tecnología y energía limpia.
Los métodos convencionales de extracción de REE son perjudiciales para el medio ambiente y consumen muchos recursos.
Se necesitan alternativas sostenibles para la recuperación de las EREs a partir de recursos secundarios de baja calidad.

Objetivo Del Estudio

Desarrollar un nuevo, eficiente y sostenible biosorbente para la recuperación de elementos de tierras raras.
Para inmovilizar una proteína funcional (lanmodulina) en un portador para mejorar el rendimiento.
Demostrar la eficacia del biosorbente en la recuperación de los residuos reciclables de los residuos industriales.

Principales Métodos

Fusión genética de la *Hansschlegelia quercus* lanmodulina (*Hans*-LanM) con las inclusiones cristalinas de proteínas (PCI) en *Escherichia coli* para la inmovilización de un solo recipiente.
Caracterización de la cinética y capacidad de adsorción y desorción del PCI-Hans-LanM.
Prueba de la selectividad, la reutilización, la estabilidad y el rendimiento del biocombustible en la recuperación de los residuos residuales del lixiviado de cenizas volantes de carbón.

Principales Resultados

El biosorbente PCI-Hans-LanM demostró una cinética de adsorción/desorción rápida con capacidades de 157,6197,7 μmol-REE/g.
Se observó una alta selectividad, la captura de REE frente a un exceso de no REE de más de 2000 veces.
El biosorbente mantuvo el rendimiento durante 10 ciclos de reutilización y un almacenamiento de un mes, y logró un aumento de pureza de 433 veces en comparación con el lixiviado de cenizas volantes de carbón.

Conclusiones

El PCI-Hans-LanM es un biosorbente altamente eficaz y reutilizable para la recuperación sostenible de elementos de tierras raras.
Las estrategias de bioingeniería pueden crear biosorbentes avanzados para la extracción eficiente de REE de los flujos de residuos.
Este enfoque contribuye a una economía circular y diversifica la cadena de suministro de tierras raras.

Palabras clave:

Biosorción de las sustancias Lanmodulina y sus derivados flujos de residuos de baja calidad Inclusiones cristalinas de proteínas Elementos de tierras raras Biología sintética