Lần đầu tiên Trung Quốc phát hiện đất hiếm trong cây khiến thế giới sửng sốt, tiềm năng thay đổi tương lai ngành khai khoáng

Một nhóm nhà khoa học Trung Quốc lần đầu tiên phát hiện ra hiện tượng khoáng hóa đất hiếm trong loài dương xỉ.

Phát hiện này mở ra hướng tiếp cận sạch hơn và bền vững hơn trong khai thác các nguyên tố đất hiếm từ thực vật .

Nhà nghiên cứu Zhu Jianxi của Viện Địa hóa Quảng Châu thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc cho biết: “Đất hiếm được mệnh danh là ‘vitamin của ngành công nghiệp’. Đây là nguồn tài nguyên chiến lược cốt lõi không thể thay thế trong các lĩnh vực công nghệ cao như trí tuệ nhân tạo, năng lượng mới và quốc phòng. Đây cũng là nhóm nguyên liệu thô có rủi ro cao nhất trong chuỗi cung ứng toàn cầu hiện nay”.

Ông nói thêm: “Trong loài Blechnum orientale, một loại thực vật siêu tích tụ, chúng tôi không chỉ phát hiện lượng lớn nguyên tố đất hiếm tập trung mà còn lần đầu tiên quan sát thấy hiện tượng các nguyên tố này ‘tự kết hợp’ giữa các tế bào mô thực vật, hình thành khoáng chất có tên Monazite -(La)”.

Kết quả nghiên cứu đánh dấu lần đầu tiên hiện tượng khoáng hóa sinh học của đất hiếm được phát hiện ở thực vật. Kết quả này đã được công bố ngày 12/11 trên tạp chí quốc tế Environmental Science & Technology.

Theo ông Zhu, thông thường các khoáng chất đất hiếm được hình thành thông qua các quá trình địa chất như hoạt động magma hoặc thủy nhiệt, đòi hỏi môi trường có nhiệt độ cao.

Nghiên cứu này không chỉ làm sáng tỏ cơ chế “ giải độc ” và khoáng hóa của thực vật đối với các nguyên tố đất hiếm, mà còn mở ra con đường mới cho việc khai thác bền vững nguồn tài nguyên này trong tương lai.

“Hoạt động khai thác đất hiếm truyền thống thường gây tổn hại nghiêm trọng cho môi trường và hệ sinh thái”, ông Zhu nói.

Nhà nghiên cứu này cho biết: “Bằng cách trồng các loài thực vật siêu tích lũy như Blechnum orientale, chúng ta có thể thu hồi các nguyên tố đất hiếm có giá trị cao từ cây trồng, đồng thời cải tạo đất bị ô nhiễm và phục hồi sinh thái tại các khu vực khai thác cũ, qua đó thực sự đạt được mô hình kinh tế tuần hoàn xanh ‘phục hồi và tái chế’”.

Blechnum orientale là loài dương xỉ thường xanh, thuộc nhóm thực vật siêu tích lũy đất hiếm đặc biệt. Theo ông Zhu, chúng hoạt động như một “máy hút đất hiếm”, hấp thụ và tập trung hiệu quả các nguyên tố đất hiếm rải rác trong đất.

Nghiên cứu cho thấy trong bó mạch và biểu bì lá, các nguyên tố đất hiếm hấp thụ từ đất sẽ kết tủa thành dạng hạt nano, sau đó kết tinh thành khoáng chất phosphate đất hiếm.

Ông Zhu nói: “Quá trình này thực chất là cơ chế tự bảo vệ của cây, giống như việc ‘đóng gói và niêm phong’ các chất độc trong cơ thể. Cây sẽ khóa chặt các ion đất hiếm có thể gây hại cho tế bào, qua đó đạt được sự trung tự hòa và giải độc tự nhiên”.

Monazite là loại quặng đất hiếm quan trọng trong công nghiệp, song monazite tự nhiên thường chứa các nguyên tố phóng xạ như uranium và thorium, gây khó khăn trong khai thác và ứng dụng.

Ngược lại, “biomonazite” được hình thành trong quá trình sinh trưởng tự nhiên của cây dương xỉ ở điều kiện nhiệt độ và áp suất bình thường lại có độ tinh khiết cao và không phóng xạ, thể hiện tiềm năng lớn trong khai thác xanh các nguyên tố đất hiếm.

Ông Zhu nói: “Trước đây, chúng ta biết rằng vi sinh vật và động vật có thể hình thành khoáng chất trong cơ thể, như calcite và aragonite trong vỏ sò, san hô, hay apatite trong răng và xương”.

Tuy nhiên, khả năng tạo khoáng của thực vật lâu nay bị đánh giá thấp. Trước đây, chỉ một vài loại khoáng chất được tìm thấy trong cây, gồm calcite, calcium oxalate và phytolith.

Ông Zhu kết luận: “Phát hiện khoáng hóa đất hiếm trong loài Blechnum orientale không chỉ mở mang hiểu biết của con người về cơ chế khoáng hóa ở thực vật mà còn mở ra hướng nghiên cứu mới cho gần một nghìn loài thực vật siêu tích lũy đã được biết đến”.