Phát hiện của Trung Quốc được đánh giá có thể mở ra hướng tiếp cận mới cho công nghệ khai thác kim loại đất hiếm theo cách sạch và bền vững hơn nhiều so với khai thác truyền thống - Ảnh: The Star
Loài dương xỉ Blechnum orientale vốn được biết đến là thực vật siêu tích lũy kim loại, có thể sinh trưởng trong đất và nước chứa nồng độ kim loại cao nhờ khả năng hút và cô lập chúng trong mô thực vật. Tuy nhiên khi phân tích sâu hơn, nhóm nghiên cứu từ Viện hàn lâm Khoa học Trung Quốc phát hiện chúng còn sở hữu khả năng đặc biệt chưa từng ghi nhận trước đây.
Theo nhà nghiên cứu địa chất và hóa học Liuqing He, bào tử và mô của dương xỉ chứa những tinh thể siêu nhỏ ở kích thước nano, cấu tạo bởi nguyên tố đất hiếm. Đây là điều hoàn toàn bất ngờ vì các khoáng vật đất hiếm như monazit trước nay chỉ được cho là hình thành trong điều kiện nhiệt độ và áp suất cực cao sâu trong lòng đất. Lần đầu tiên, monazit được phát hiện hình thành trong môi trường bề mặt và bên trong chính cơ thể một loài thực vật.
Đất hiếm là nhóm nguyên tố then chốt trong công nghệ hiện đại, từ điện thoại thông minh, xe điện, tua bin gió đến nhiều thiết bị quốc phòng. Chúng cực kỳ khó khai thác, chi phí lớn và quá trình khai thác truyền thống thường gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng.
Trong bối cảnh nguồn cung toàn cầu chịu nhiều biến động và chịu tác động từ các rào cản thương mại, việc tìm giải pháp khai thác an toàn hơn là yêu cầu cấp bách của nhiều quốc gia.
Từ phát hiện tại miền nam Trung Quốc, nhóm nghiên cứu cho rằng đây có thể là chìa khóa thúc đẩy công nghệ phytomining, một phương pháp dùng cây xanh để hút kim loại từ đất nhằm thu hồi và xử lý sau đó.
So với khai thác quặng, phương pháp này gần như không phá vỡ cấu trúc đất và hạn chế tối đa chất thải độc hại. Tuy nhiên trước đây phytomining với đất hiếm chưa đạt hiệu quả cao do chưa có loài cây nào chứng minh được khả năng tạo tinh thể kim loại như monazit ngay trong cơ thể.
Ở kích thước nano, các tinh thể monazit mà dương xỉ tạo ra không chỉ có ý nghĩa sinh học mà còn có thể mang giá trị công nghiệp lớn. Theo nhóm tác giả, đây có thể là bước tiến quan trọng trong xây dựng quy trình thu hồi đất hiếm bằng thực vật, giúp giảm phụ thuộc vào khai thác mỏ và hạn chế ô nhiễm.
Các nhà khoa học nhận định phát hiện này mở ra một hướng nghiên cứu hoàn toàn mới về khả năng của thực vật đối với kim loại quý. Việc hiểu rõ cơ chế tạo tinh thể đất hiếm trong loài dương xỉ này không chỉ giúp phát triển công nghệ khai thác bền vững, mà còn góp phần giải mã cách hệ sinh thái Trái đất xử lý các nguyên tố nặng ở cấp độ vi mô.
Đây có thể là một trong những bước tiến quan trọng để đối mặt với thách thức năng lượng sạch, sản xuất công nghệ cao và bảo vệ môi trường trong tương lai.
