植物體內(nèi)不僅有“稀土礦”還有“加工廠”
更新時間：2025/11/7 10:37:40 來源：新華社CNML文字
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新華社廣州11月6日電（記者馬曉澄、鐘焯）我國科研人員在一種名為烏毛蕨的蕨類植物體內(nèi)，不僅發(fā)現(xiàn)大量富集的稀土元素，還首次觀測到這些稀土元素在植物組織細胞間“自我組裝”，形成了一種名為“鑭獨居石”的礦物。
這是科學(xué)家首次在天然植物中發(fā)現(xiàn)稀土元素的生物成礦現(xiàn)象，為未來稀土資源的可持續(xù)利用提供了新路徑。相關(guān)成果于11月5日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》。
稀土被譽為“工業(yè)維生素”，是人工智能、新能源、國防等重點領(lǐng)域不可或缺的核心戰(zhàn)略資源，但傳統(tǒng)稀土礦物開采伴隨著生態(tài)環(huán)境破壞。近年來，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所朱建喜研究員團隊致力于尋找更清潔、更可持續(xù)的稀土獲取方式。
此前，科學(xué)界已發(fā)現(xiàn)烏毛蕨等一批特殊的稀土“超積累植物”，即對稀土元素具有超強富集能力。它們仿佛土壤中的“稀土吸塵器”，能高效吸收并濃縮分散在環(huán)境中的稀土元素。
在該研究中，科學(xué)家觀測到，在烏毛蕨葉片的維管束和表皮組織中，從土壤中吸收的稀土元素會以納米顆粒形式沉淀，并進一步結(jié)晶成一種名叫“鑭獨居石”的礦物。進一步研究發(fā)現(xiàn)，該過程實際上是一種植物的自我保護機制，就像是植物在體內(nèi)“打包封存”有毒物質(zhì)，把可能傷害細胞的稀土離子，穩(wěn)穩(wěn)鎖進礦物結(jié)構(gòu)中，實現(xiàn)稀土的鈍化和自然“解毒”。
研究人員表示，獨居石是工業(yè)上重要的稀土礦石，主要在巖漿或熱液活動等地質(zhì)過程中形成，但天然獨居石中常伴生放射性鈾、釷元素，給開采與應(yīng)用帶來挑戰(zhàn)。而烏毛蕨在自然生長的常溫常壓條件下所形成的“生物獨居石”，純凈、無輻射，展現(xiàn)出極具潛力的綠色提取前景。
研究人員認(rèn)為，此次發(fā)現(xiàn)不僅為已知超積累植物的研究打開新窗口，還為未來稀土資源的可持續(xù)利用打開思路：通過種植烏毛蕨等超積累植物，可在修復(fù)污染土壤、恢復(fù)稀土尾礦生態(tài)的同時，從植物體中回收高價值稀土，真正實現(xiàn)“邊修復(fù)、邊回收”的綠色循環(huán)模式。
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新華社廣州11月6日電（記者馬曉澄、鐘焯）我國科研人員在一種名為烏毛蕨的蕨類植物體內(nèi)，不僅發(fā)現(xiàn)大量富集的稀土元素，還首次觀測到這些稀土元素在植物組織細胞間“自我組裝”，形成了一種名為“鑭獨居石”的礦物。
這是科學(xué)家首次在天然植物中發(fā)現(xiàn)稀土元素的生物成礦現(xiàn)象，為未來稀土資源的可持續(xù)利用提供了新路徑。相關(guān)成果于11月5日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《環(huán)境科學(xué)與技術(shù)》。
稀土被譽為“工業(yè)維生素”，是人工智能、新能源、國防等重點領(lǐng)域不可或缺的核心戰(zhàn)略資源，但傳統(tǒng)稀土礦物開采伴隨著生態(tài)環(huán)境破壞。近年來，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所朱建喜研究員團隊致力于尋找更清潔、更可持續(xù)的稀土獲取方式。
此前，科學(xué)界已發(fā)現(xiàn)烏毛蕨等一批特殊的稀土“超積累植物”，即對稀土元素具有超強富集能力。它們仿佛土壤中的“稀土吸塵器”，能高效吸收并濃縮分散在環(huán)境中的稀土元素。
在該研究中，科學(xué)家觀測到，在烏毛蕨葉片的維管束和表皮組織中，從土壤中吸收的稀土元素會以納米顆粒形式沉淀，并進一步結(jié)晶成一種名叫“鑭獨居石”的礦物。進一步研究發(fā)現(xiàn)，該過程實際上是一種植物的自我保護機制，就像是植物在體內(nèi)“打包封存”有毒物質(zhì)，把可能傷害細胞的稀土離子，穩(wěn)穩(wěn)鎖進礦物結(jié)構(gòu)中，實現(xiàn)稀土的鈍化和自然“解毒”。
研究人員表示，獨居石是工業(yè)上重要的稀土礦石，主要在巖漿或熱液活動等地質(zhì)過程中形成，但天然獨居石中常伴生放射性鈾、釷元素，給開采與應(yīng)用帶來挑戰(zhàn)。而烏毛蕨在自然生長的常溫常壓條件下所形成的“生物獨居石”，純凈、無輻射，展現(xiàn)出極具潛力的綠色提取前景。
研究人員認(rèn)為，此次發(fā)現(xiàn)不僅為已知超積累植物的研究打開新窗口，還為未來稀土資源的可持續(xù)利用打開思路：通過種植烏毛蕨等超積累植物，可在修復(fù)污染土壤、恢復(fù)稀土尾礦生態(tài)的同時，從植物體中回收高價值稀土，真正實現(xiàn)“邊修復(fù)、邊回收”的綠色循環(huán)模式。
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