Tədqiqat, nadir torpaq elementləri kimi kritik xammalı davamlı və ekoloji cəhətdən təmiz şəkildə təkrar emal edə bilən innovativ metoddan bəhs edir. İndiki vaxtda elektron cihazların istifadəsinin sürətlə artması və onların istifadə müddətinin qısalması böyük miqdarda elektron tullantıların əmələ gəlməsinə səbəb olur. Bu tullantıların, tərkibində qiymətli metallar və nadir torpaq elementləri olsa da, mövcud təkrar emal üsulları qeyri-adekvatdır və ekoloji problemlər yarada bilər.

     Tədqiqatın diqqət mərkəzi bioleaching və bioakkumulyasiya adlı iki biotexnoloji prosesin birləşməsidir. Bioleaching, mikroorqanizmlərə metal tərkibli tullantılardan metalları həll etməyə və onları məhlula keçirməyə imkan verən təbii prosesdir. Bu prosesdə, müəyyən növ bakteriyalar, nadir torpaq elementlərini elektron tullantılar kimi mürəkkəb materiallardan ayırmaqda effektiv olan turşulu birləşmələr istehsal edir. Bu mərhələ, nadir torpaq elementlərinin bərpası üçün zəruri olan ilk addımdır. Tədqiqatda istifadə edilən mikroorqanizmlər, Çexiyadakı turşulu şaxta gölündən təcrid olunmuş və laboratoriya mühitində xüsusi olaraq yetişdirilmiş Acidithiobacillus thiooxidans və Alicyclobacillus disulfidooxidans növləridir. Bu bakteriyalar, aşağı pH dəyərləri olan mühitlərdə yaşamaq və qeyri-üzvi birləşmələri oksidləşdirərək enerji əldə etmək qabiliyyəti ilə tanınır.

     Bioloji yuyulma ilə həll olunan nadir torpaq elementləri, daha sonra bioakkumulyasiya adlanan ikinci proses vasitəsilə bərpa olunur. Bioakkumulyasiya, əslində müəyyən mikroorqanizmlərin öz mühitlərindəki məhluldan metalları seçici şəkildə udmaq və toplamaq qabiliyyətidir. Bu araşdırmada, tədqiqatçılar Escherichia coli bakteriyasından istifadə edərək yüksək effektivliklə nadir torpaq elementlərini toplaya bilən sistem hazırlayıblar. Bu prosesdə bakteriyalar, metal süngər kimi hərəkət edərək məhluldakı nadir torpaq elementlərini hüceyrənin daxilində tuturlar. Laboratoriya mühitində aparılan təcrübələrdə tədqiqatçılar bu iki mərhələli üsulla elektron tullantılardan nadir torpaq elementlərinin 85%-ə qədərini bərpa edə biliblər. Bu, mövcud kimyəvi təkrar emal üsulları ilə müqayisədə çox yüksək effektivlik dərəcəsi hesab olunur.

     Bundan əlavə, bioloji yuyulma və bioakkumulyasiya ekoloji cəhətdən təmiz və davamlı təkrar emal üsulu kimi seçilir. Bunlar ənənəvi üsullardan daha az enerji sərf edir, daha az istixana qazı emissiyalarına səbəb olur və təhlükəli tullantıların əmələ gəlməsini minimuma endirir. Bununla belə, bu ümidverici nəticələrə baxmayaraq, biolojitəmizləmə və bioakkumulyasiyaya əsaslanan təkrar emal üsullarının sənaye miqyasında tətbiqi üçün bəzi problemlər də mövcuddur. Elektron tullantıların mürəkkəb və dəyişkən tərkibi, prosesin səmərəliliyinə təsir edə biləcək mühüm amildir. Digər metalların, xüsusilə dəmir, mis və alüminium kimi yüksək konsentrasiyaların olması nadir torpaq elementlərinin bərpasına mənfi təsir göstərə bilər. Tədqiqatçılar, bu çətinliklərin öhdəsindən gəlmək üçün müxtəlif strategiyalar üzərində işləyirlər. Bunlardan biri də mikroorqanizmlərin yüksək metal konsentrasiyasına dözümlülüyünü artırmaq üçün onların “uyğunlaşdırılması”dır.

     Bu məqsədlə, bakteriyaları tədricən artan metal konsentrasiyalarına məruz qoyaraq uyğunlaşdırmaq üçün morbidostat adlı bir cihaz istifadə olunur. Başqa bir strategiya isə müdaxilə edici metalların konsentrasiyasını azaltmaq üçün bioleaching və bioakkumulyasiya prosesləri zamanı liqnin hidrogel kimi yeni materiallardan istifadə etməkdir.