制造智能手机、电动车电池至关重要的稀土元素，由于倾向于两两或多种元素一起生成合金，因此得靠各种方法另外分离提取。科学家现在带来一种让提取分离更环保的方法，透过从细菌中分离出来的蛋白质，可以帮助回收工业废物和电子产品中的稀土金属。
稀土元素（rare earth element）是指元素周期表上第 Ⅲ 族钪、钇和镧系元素等共 17 种金属的总称，在地壳中丰度相当高，并不稀有（钷除外），但由于它们倾向两两或多种一起生成合金，一般方法难以将稀土元素彼此单独分离，随着智能手机、电动车电池、太阳能板等各领域对稀土元素的需求日渐增长，供应方面开始出现挑战。
宾州州立大学（PSU）与美国劳伦斯利佛摩国家实验室（LLNL）团队现在开发出另一种更环保的方法，仰赖团队之前发现一种称为 LanM（lanmodulin）的细菌蛋白，可以提高稀土金属提取与分离过程的效率，同时还能减轻环境负担。
以美国而言，该国大部分稀土元素仰赖进口，因此新方法重点在于建立非一般提取来源的国内供应，包括燃烧煤炭、开采其他金属产生的工业废物、手机与电子设备回收物等，这些来源内的稀土与许多金属混合，且含量偏低，若仰赖传统提取分离方法则成本相当高昂。
但研究人员 LanM 蛋白与稀土元素的结合能力比其他金属高出近 10 亿倍，在实验中，LanM 蛋白先被固定管内微小珠子上，接着添加欲分离的材料让 LanM 蛋白与样品中的稀土元素结合，剩余液体则被排出；之后再改变酸度或添加其他成分如：螯合物（chelator），便能让金属与蛋白质分离并排出收集，简单分离出单个稀土元素。
▲ 利用蛋白提取稀土元素。（Source：宾州州立大学）
团队已成功使用该方法将钇（Y）与钕（Nd）分离，也成功从镝（Dy）中分离出钕（一种在电子废物中很常见的配对），纯度皆超过 99%，与其他化学分离方法相媲美，但无需使用刺激性有机溶剂，且蛋白质还能多次循环利用。
研究人员表示，新方法或许不会取代过去用来分离富含稀土金属来源的有效化学方法，但相当适合应付“大杂烩”来源，特别是从中提取出更稀有且价值更高的重稀土，只要设计出能选择特定元素的 LanM 蛋白，就可在相对较少的步骤中回收并分离所有 17 种稀土元素。
新论文发表在《ACS Central Science》期刊。
- New, environmentally friendly method to extract and separate rare earth elements
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（首图来源：pixabay）
