Il dilemma ecologico dei lantanidi: come ridurre l’impatto ambientale delle terre rare

I lantanidi sono un’ottima risorsa, ma a livello ambientale comporta qualche rischio la loro estrazione, come per le altre terre rare?

Hai mai sentito parlare dei lantanidi? Questi elementi, che fanno parte di un gruppo più ampio chiamato terre rare o Rare Earth Elements (REE), sono fondamentali per tantissime tecnologie moderne. Pensaci: dall’elettronica ai motori elettrici, fino alle batterie, i lantanidi sono ovunque!

Ma c’è un problema: la loro estrazione è non solo costosa, ma anche dannosa per l’ambiente. E con la crescente domanda, l’offerta non riesce a tenere il passo. Insomma, siamo in una situazione un po’ complicata!

Le terre rare comprendono 17 elementi chimici, tra cui lo Scandio, l’Ittrio e i 15 lantanidi (Lantanio, Cerio, Praseodimio, Neodimio, Promezio, Samario, Europio, Gadolinio, Terbio, Disprosio, Olmio, Erbio, Tulio, Itterbio, Lutezio). Non sono realmente rare, ma sono difficili da estrarre e separare perché si trovano dispersi nella crosta terrestre.

Vengono classificate in base alla loro leggerezza o pesantezza. Questi elementi sono essenziali per la produzione di dispositivi elettronici, batterie ricaricabili, magneti per turbine eoliche e motori elettrici. Li troviamo in tutto, dalle TV agli LCD, dalle fibre ottiche alle tecnologie aerospaziali, fino alla medicina. Sono fondamentali nella transizione energetica, specialmente per i veicoli elettrici e le energie rinnovabili.

Un biosensore innovativo

Ma come potremmo risolvere il problema, senza inquinare l’ambiente circostante? E’ stato ideato un biosensore ed è basato su una proteina ibrida (o chimera) che combina due elementi chiave: una proteina che si lega ai lantanidi e un enzima che degrada gli antibiotici. Questo biosensore agisce come un vero e proprio “interruttore molecolare”.

Si attiva solo quando i lantanidi sono presenti, permettendo di rilevare e quantificare i metalli nelle soluzioni liquide. E la parte più interessante? Produce un cambiamento di colore visibile o un segnale elettrico! I batteri geneticamente modificati con questa chimera sono riusciti a sopravvivere ad antibiotici letali, ma solo in presenza di lantanidi, dimostrando così la precisione del sistema. È incredibile, vero?

Applicazioni e futuro della ricerca

Le applicazioni di questo biosensore sono davvero promettenti. Gli scienziati stanno lavorando per ottimizzare la specificità del dispositivo, in modo da distinguere meglio tra i diversi elementi delle terre rare. Inoltre, ci sono piani per sviluppare sensori per altri elementi critici e collaborare con partner industriali interessati a questa tecnologia.

Si sta anche studiando l’uso di microbi ingegnerizzati per estrarre direttamente le terre rare dall’acqua dell’oceano. Questo biosensore è considerato uno dei migliori switch proteici mai realizzati e fornisce importanti informazioni sui meccanismi di switch molecolari. È un campo di ricerca davvero entusiasmante e potrebbe cambiare il modo in cui gestiamo le risorse naturali!