Battelle, dos EUA, desenvolve tecnologia de separação de terras raras por proteínas com pureza superior a 90%

De acordo com pt.wedoany.com-A Battelle, dos EUA, desenvolveu uma tecnologia de separação de terras raras baseada em proteínas, que promete oferecer aos fabricantes americanos uma solução de reciclagem com menos etapas de processamento. A tecnologia utiliza proteínas modificadas de ligação ao cálcio, capazes de separar lantânio e neodímio em um único estágio, com pureza e rendimento superiores a 90%.

As terras raras são materiais essenciais para ímãs permanentes em veículos elétricos e turbinas eólicas, bem como para smartphones, equipamentos de defesa e hardware de computação avançada. Como vários elementos de terras raras apresentam comportamento semelhante na separação química convencional, o processamento de separação é uma das etapas mais desafiadoras da cadeia de suprimentos mineral. Com o crescimento da demanda por essas aplicações, os EUA vêm buscando maneiras de reduzir a vulnerabilidade de sua cadeia de suprimentos de minerais críticos, e a nova tecnologia de separação pode ampliar suas opções de processamento doméstico, sem depender inteiramente das rotas químicas existentes.

A equipe de pesquisa da Battelle transferiu o desafio da engenharia química para o campo da biologia. Eles projetaram proteínas de ligação ao cálcio capazes de distinguir diferentes elementos de terras raras em nível molecular e modificaram peptídeos de ligação ao cálcio para que as proteínas pudessem interagir seletivamente com elementos de terras raras específicos. O processo, portanto, não requer tratamentos químicos repetidos — os elementos-alvo em fluxos de materiais mistos podem ser identificados diretamente pelas proteínas modificadas.

Em testes com soluções de lixiviação simuladas e matérias-primas industriais, a equipe confirmou que o método também é capaz de remover íons não pertencentes às terras raras do fluxo. Nos ensaios de separação em estágio único envolvendo lantânio e neodímio, a pureza e o rendimento superaram 90%.

A Dra. Kate H. Kucharzyk, líder da pesquisa na Battelle, acredita que a biologia pode ampliar o conjunto de ferramentas disponíveis para a recuperação mineral. Ela afirmou: "A biologia pode fornecer um novo componente importante para soluções de separação e recuperação. Proteínas modificadas são capazes de reconhecer e separar seletivamente elementos de terras raras com precisão extraordinária."

A pesquisa recebeu financiamento do programa "Environmental Microbes as a Bioengineering Resource" (Microrganismos Ambientais como Recurso de Bioengenharia) da Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA (DARPA). A Battelle afirma que o processo proteico tem potencial para ser ampliado para aplicações comerciais.

Da escala laboratorial à aplicação industrial, ainda existem desafios de engenharia. O processamento de grandes volumes de materiais pode exigir mudanças significativas na produção, recuperação e no design do sistema das proteínas. Os pesquisadores também precisarão confirmar o desempenho das proteínas modificadas em diferentes matérias-primas e condições operacionais reais, uma vez que os materiais minerais industriais possuem composições complexas, diferentes das amostras controladas em laboratório.

A durabilidade das proteínas em ciclos repetidos de processamento também é fundamental — qualquer sistema comercial deve manter um desempenho estável de separação enquanto controla os custos operacionais. Este trabalho de demonstração aponta uma direção de convergência entre biotecnologia e processamento mineral, e as proteínas modificadas podem, em última análise, fornecer uma nova ferramenta para a recuperação de materiais estratégicos nos EUA.