Utilizan virus genéticamente modificados para extraer tierras raras

Investigadores de la UC Berkeley han aplicado con éxito este método en aguas residuales mineras, y ahora prevén extenderlo a la recuperación de tierras raras de los residuos electrónicos.

Un equipo de investigadores liderado por la Universidad de California, Berkeley, ha desarrollado una innovadora técnica de biominería que podría transformar la forma en que se recuperan los elementos de tierras raras, materiales esenciales para dispositivos electrónicos, vehículos eléctricos y tecnologías de energía renovable. El nuevo enfoque, descrito en la revista Nano Letters, utiliza virus modificados genéticamente para captar y liberar estos metales de manera selectiva y sin recurrir a los procesos químicos contaminantes empleados actualmente.

Las tierras raras, indispensables para fabricar imanes de alto rendimiento, pantallas o turbinas eólicas, requieren métodos de extracción intensivos en energía y altamente tóxicos. Para resolver este problema, los investigadores transformaron un bacteriófago, un virus inofensivo para humanos y para el medioambiente, en una especie de “esponja inteligente” capaz de capturar los metales desde corrientes líquidas y liberarlos con un simple ajuste de temperatura y pH.

“Este avance supone un paso decisivo hacia una minería más sostenible y una recuperación de recursos más limpia”, afirma Seung-Wuk Lee, profesor de bioingeniería en UC Berkeley y líder del proyecto. Según el investigador, esta tecnología podría reducir la dependencia de procesos contaminantes, abaratar la obtención de tierras raras y reforzar la seguridad del suministro de minerales críticos.

Una máquina de reciclaje altamente selectiva

El equipo incorporó a la superficie del virus dos proteínas clave: un péptido de unión a lantánidos, que actúa como una garra molecular diseñada para capturar tierras raras, y un péptido sensible a la temperatura, que funciona como un interruptor natural que hace precipitar al virus —y a los metales adheridos— cuando se calienta ligeramente la solución.

El proceso, que requiere poco más que un tanque de mezcla y una fuente de calor, permite separar de forma eficiente los metales. En pruebas realizadas con drenaje ácido de minas, los virus se unieron inmediatamente a los iones de tierras raras presentes en la corriente, ignorando otros metales. Tras calentar la solución, los virus precipitaron al fondo, permitiendo su separación. Posteriormente, un ajuste del pH liberó los metales puros para su recuperación.

Los virus, además, demostraron ser reutilizables, y pueden producirse fácilmente en grandes cantidades mediante cultivo bacteriano, lo que apunta a un enfoque escalable y de bajo coste.

Aplicaciones potenciales para residuos electrónicos y remediación ambiental

Aunque esta investigación se centró en aguas residuales mineras, el grupo de Lee prevé extender la tecnología a la recuperación de tierras raras de residuos electrónicos, como teléfonos o ordenadores antiguos, donde estos metales se encuentran en altas concentraciones. También podría aplicarse a la captura de elementos críticos como litio, cobalto o platino, o incluso para retirar metales tóxicos como mercurio y plomo de suministros de agua.

“Podemos modificar las instrucciones genéticas del virus para que capture otros elementos vitales”, explicó Lee. “Este trabajo es un paso decisivo hacia una nueva generación de materiales inteligentes capaces de impulsar una economía verdaderamente circular y sostenible”.

El equipo explorará ahora el potencial del método para la extracción sostenible de cobre, con apoyo del Rio Tinto Centre for Future Materials.