Ученые из университета Калифорнии в Ирвине и университета Джона Хопкинса использовали электронную микроскопию и спектральную визуализацию, чтобы понять, как микробы превращают горные породы в полезные вещества. Понимание этих процессов поможет в создании производств для космических колоний.
В исследовании, опубликованном в журнале Materials Today Bio, ученые показали, как цианобактерии, обитающие в экстремальных условиях, добывают железо, необходимое для функционирования живых организмов. Исследование показало, что цианобактерии производят биопленки, которые растворяют частицы магнитного оксида железа в гипсовых породах, впоследствии превращая магнетит в окисленный гематит.
Схема производства железа (гематита или оксида железа) из гипсовых пород. Изображение: Wei Huang et al., Materials Today Bio
С помощью электронной микроскопии и спектроскопических инструментов, исследователи нашли доказательства существования микробов в образцах гипсовых пород из пустыни Атакама. Это одно из самых засушливых и суровых мест на Земле, отмечают авторы работы. В своем исследовании они наблюдали, как бактерии трансформировали содержащиеся в гипсе минералы.
Клетки цианобактерий способствовали растворению магнетита и солюбилизации железа, производя большое количество внеклеточных полимерных веществ, что приводило к растворению и окислению магнетита в гематит. При этом процесс ускорялся в присутствии наночастиц магнетита.
Исследователи полагают, что микробные колонии и технологии, которые они применяют, можно соединить с 3D-печатью и производством в масштабах, необходимых для обеспечения материалами целых колоний. Кроме того, аналогичный процесс сбора полезных веществ из крупиц можно использовать для эффективной и экономичной обработки «бедной» руды, с низким содержанием нужных элементов.
