我國(guó)科研人員在一種名為烏毛蕨的蕨類(lèi)植物體內(nèi)，不僅發(fā)現(xiàn)大量富集的稀土元素，還首次觀測(cè)到這些稀土元素在植物組織細(xì)胞間“自我組裝”，形成了一種名為“鑭獨(dú)居石”的礦物。

這是科學(xué)家首次在天然植物中發(fā)現(xiàn)稀土元素的生物成礦現(xiàn)象，為未來(lái)稀土資源的可持續(xù)利用提供了新路徑。相關(guān)成果于11月5日在線發(fā)表于國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》。

稀土被譽(yù)為“工業(yè)維生素”，是人工智能、新能源、國(guó)防等重點(diǎn)領(lǐng)域不可或缺的核心戰(zhàn)略資源，但傳統(tǒng)稀土礦物開(kāi)采伴隨著生態(tài)環(huán)境破壞。近年來(lái)，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所朱建喜研究員團(tuán)隊(duì)致力于尋找更清潔、更可持續(xù)的稀土獲取方式。

此前，科學(xué)界已發(fā)現(xiàn)烏毛蕨等一批特殊的稀土“超積累植物”，即對(duì)稀土元素具有超強(qiáng)富集能力。它們仿佛土壤中的“稀土吸塵器”，能高效吸收并濃縮分散在環(huán)境中的稀土元素。

在該研究中，科學(xué)家觀測(cè)到，在烏毛蕨葉片的維管束和表皮組織中，從土壤中吸收的稀土元素會(huì)以納米顆粒形式沉淀，并進(jìn)一步結(jié)晶成一種名叫“鑭獨(dú)居石”的礦物。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，該過(guò)程實(shí)際上是一種植物的自我保護(hù)機(jī)制，就像是植物在體內(nèi)“打包封存”有毒物質(zhì)，把可能傷害細(xì)胞的稀土離子，穩(wěn)穩(wěn)鎖進(jìn)礦物結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)稀土的鈍化和自然“解毒”。

稀土元素在烏毛蕨中生物礦化為獨(dú)居石納米多晶聚集體。（研究團(tuán)隊(duì)供圖）

研究人員表示，獨(dú)居石是工業(yè)上重要的稀土礦石，主要在巖漿或熱液活動(dòng)等地質(zhì)過(guò)程中形成，但天然獨(dú)居石中常伴生放射性鈾、釷元素，給開(kāi)采與應(yīng)用帶來(lái)挑戰(zhàn)。而烏毛蕨在自然生長(zhǎng)的常溫常壓條件下所形成的“生物獨(dú)居石”，純凈、無(wú)輻射，展現(xiàn)出極具潛力的綠色提取前景。

研究人員認(rèn)為，此次發(fā)現(xiàn)不僅為已知超積累植物的研究打開(kāi)新窗口，還為未來(lái)稀土資源的可持續(xù)利用打開(kāi)思路：通過(guò)種植烏毛蕨等超積累植物，可在修復(fù)污染土壤、恢復(fù)稀土尾礦生態(tài)的同時(shí)，從植物體中回收高價(jià)值稀土，真正實(shí)現(xiàn)“邊修復(fù)、邊回收”的綠色循環(huán)模式。

來(lái)源：新華社

記者：馬曉澄 鐘焯