Il cofattore enzimatico PQQ è in grado di legarsi selettivamente ad alcune terre rare
(Rinnovabili.it) – Le terre rare sono elementi essenziali e indispensabili per molte delle moderne tecnologie. Tuttavia, si tratta di materie difficili da estrarre, che spesso si presentano in miscele con elementi radioattivi come l’uranio e il torio. Per questa ragione, i chimici della LMU di Monaco hanno lavorato negli ultimi anni su un enzima batterico in grado di estrarre selettivamente dalle miscele alcune terre rare in modo ecologicamente sostenibile.
Questi elementi mostrano proprietà chimiche molto simili tra loro, il che rende la loro separazione un compito piuttosto difficile: ad alta intensità energetica e, di conseguenza, problematico dal punto di vista ambientale. Il team della LMU, guidato dalla professoressa Lena Daumann, è riuscito a dimostrare che un cofattore enzimatico, chiamato pirrolochinolina chinone (PQQ), tende a legarsi selettivamente ad alcune terre rare e può essere utilizzato per separarle dalle miscele.
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Già circa 10 anni fa è stato dimostrato che alcuni tipi di batteri possono assorbire selettivamente dall’ambiente i cosiddetti lantaniodi, cioè 15 degli elementi che costituiscono il gruppo delle terre rare, per incorporarli negli enzimi da utilizzare come catalizzatori metabolici.
Adesso, però, il gruppo di ricerca è stato in grado di individuare nel dettaglio quali siano i meccanismi biologici dietro questi processi, mostrando operativamente una selettività d’estrazione senza la necessità di solventi organici potenzialmente pericolosi o altri additivi. Nella pratica, il team ha dimostrano che pirrolochinolina chinone è in grado di rimuovere alcuni lantanoidi mediante precipitazione da soluzioni acquose contenenti miscele dei loro sali. E ha scoperto che il PQQ si lega preferenzialmente agli elementi più grandi del gruppo, incluso il neodimio.
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Fino ad ora, non era chiaro perché i batteri selezionassero preferenzialmente i lantanidi più grandi per le funzioni biochimiche. Sulla base dei loro risultati, i ricercatori sospettano che questo abbia a che fare con la struttura specifica del PQQ. Adesso, lo sforzo del team sarà fare in modo che le nuove scoperte – pubblicate su Chemistry: A European Journal – possano stimolare un ulteriore interesse per l’uso di batteri per il riciclaggio delle terre rare.