來自德國弗萊貝格工業(yè)大學(xué)(Freiberg University of Mining and Technology)的科學(xué)家想要利用“植物生長礦業(yè)(phytomining)”,透過能源作物(energy crops),像是太陽花、玉米和蘆葦來“栽培”地球罕見的金屬鍺(germanium)。鍺是一種重要的半導(dǎo)體素材,用于制造各種電子裝置,例如電腦、智慧型手機等。
含鋅土壤,有利栽植出鍺
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根據(jù)化學(xué)工程教授 Martin Berteau 透露,由于弗萊堡(Freiburg)一帶的土壤富有鋅(Zinc),也同時有鍺含量豐富的礦石,成為進(jìn)行實驗的理想地方?!拔覀冇斜4娌傻V剩余的廢石堆,可以讓富含鍺的水更容易流過。”因此,當(dāng)植物種植在這里并且用富含鍺的水灌溉它們,它們會依循一般生理過程,生長成含有鍺元素的植物。
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這原理其實用運“植物生長礦業(yè)”技術(shù)。簡單來說,就是將植物種植在含有珍貴金屬的土壤里,而植物根部會連同養(yǎng)分一同吸收這些金屬元素,最后附著在植物的枝條。接著,科學(xué)家以化學(xué)過程來萃取金屬,但透過這方式得到的金屬數(shù)量并不多。因為在萃取的過程,研究人員會將金屬轉(zhuǎn)換成有機溶劑,等蒸發(fā)后就可獲得所想要濃度的元素。(Phytomining- raw materials from plants)
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電子裝置材料鍺金屬,需求量只會擴大
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在正常情況下,鍺是一種銀白色的半金屬元素被廣泛運用在制造電腦、智慧型手機、光纖電纜以及紅外光的應(yīng)用,像是汽車的智慧轉(zhuǎn)向系統(tǒng)(intelligent steering systems)和倒車?yán)走_(dá)(parking sensors)。這貴重金屬遍布在全世界,但由于采集十分困難,目前最大的供應(yīng)商是中國。隨著智慧裝置在未來十年內(nèi)會持續(xù)成長,鍺的需求量也將會加劇擴大。然而,現(xiàn)今因為鍺在地殼濃度含量十分低,所以商業(yè)生產(chǎn)的方式并不可行。從經(jīng)濟角度來看,植物生長礦業(yè)技術(shù)提供一個充滿希望的替代方案。
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此外,研究人員表示這新的方法具備轉(zhuǎn)換成商業(yè)采集貴重礦物方式的潛力,因為這項技術(shù)不但環(huán)保、成本低而且還是生質(zhì)能植物(biogas plants)的副產(chǎn)品。不過,利用生質(zhì)能農(nóng)作物生產(chǎn)勢必要考慮到如何同時平衡糧食供應(yīng),因為這兩者皆需要土地、水和土壤養(yǎng)分資源。從快速成長的工業(yè)技術(shù)到農(nóng)業(yè)耕種都在分食地球有限的土地資源,我們需要訂定一套機制來管理、保護(hù)自然資源,來避免過度使用地球上的天然資源。
Scientists extract computer ingredients from energy crops
(本文授權(quán)轉(zhuǎn)載自《科技新報》─〈德國科學(xué)家創(chuàng)新實驗,讓生質(zhì)能植物能夠種植出貴重金屬鍺〉)