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中国科学家首现蕨类植物稀土成矿现象 开启绿色稀土新纪元

时间:2025-11-07 09:23:22 来源:中国新闻网 作者:陈海峰

【中新网北京11月6日电】(记者 孙自法)传统稀土开采方式因严重破坏生态环境备受争议,寻找更清洁、可持续的稀土获取途径已成为全球科研焦点。近日,一项来自中国科学家的突破性发现,为稀土资源开发开辟了全新方向。

稀土元素在乌毛蕨中生物矿化为独居石纳米多晶聚集体

中国科学院广州地球化学研究所朱建喜研究员团队通过自然探索,在华南地区广泛分布的乌毛蕨(学名:Blechnum orientale)体内,首次观测到稀土元素在植物组织细胞间通过生物作用形成镧独居石矿物的完整过程。这一发现颠覆了传统认知——此前学界普遍认为独居石等稀土矿物仅能在高温地质环境中形成。

研究团队在最新发表于国际权威期刊《环境科学与技术》(Environmental Science & Technology)的论文中指出,乌毛蕨作为典型的稀土超积累植物,其叶片维管束和表皮组织中能将土壤中的稀土离子浓缩为纳米颗粒,并进一步结晶成磷酸盐稀土矿物。这种生物矿化过程本质上是植物的自我保护机制,通过将可能损伤细胞的稀土离子'打包封存'于矿物结构中,实现自然解毒。

作为'工业维生素',稀土元素在人工智能、新能源、国防等高端领域具有不可替代的战略价值,但全球供应链长期面临资源枯竭与环境污染的双重挑战。传统开采方式不仅造成地表破坏,其产生的放射性废料更是生态隐患。而乌毛蕨在常温常压下形成的'生物独居石',具有纯净无辐射的显著优势,为稀土提取提供了革命性的绿色方案。

超积累植物乌毛蕨与风化壳型稀土矿的地理分布位置

研究显示,通过规模化种植乌毛蕨等超积累植物,可在修复稀土尾矿污染土壤的同时,从植物体内回收高纯度稀土,实现'边修复、边回收'的绿色循环模式。这种生物采矿技术相比传统方法,可降低80%以上的环境影响,且回收成本仅为化学浸取法的三分之一。

值得关注的是,此次发现修正了学界对植物矿物形成能力的认知。过去已知微生物和动物具有体内矿化能力(如贝壳的方解石、骨骼的磷灰石),但植物界的矿物制造潜力长期被低估。朱建喜团队表示,全球已知的近千种超富集植物中,可能存在更多未被发现的生物矿化机制,这将为稀土资源开发打开全新研究维度。

这项突破性成果不仅为解决稀土资源枯竭危机提供了中国方案,更标志着人类在生物地球化学循环领域迈出关键一步。随着后续研究的深入,基于超积累植物的绿色稀土提取技术有望在未来五年内实现产业化应用。(完)