Samambaia Blechnum orientale revela superpoder para armazenar elementos de terras raras

Cientistas acabam de identificar um “superpoder” surpreendente escondido nos tecidos da samambaia Blechnum orientale: a capacidade de capturar e armazenar elementos de terras raras.

O resultado pode abrir caminho para uma forma mais sustentável de obter recursos minerais dos quais dependemos cada vez mais.

Existem 17 elementos de terras raras ao todo, e esses metais já estão no coração de inúmeros produtos e sistemas tecnológicos - de turbinas eólicas e computadores a cabos de banda larga e instrumentos médicos. Eles não são propriamente tão raros, mas separá-los da crosta terrestre em uma forma útil costuma ser difícil e caro.

Como a fitomineração pode ajudar a obter elementos de terras raras

É aí que entra a ideia da fitomineração: usar plantas conhecidas como hiperacumuladoras - capazes de crescer em solos com alta concentração de metais e de se ligar a esses metais - para “puxar” recursos minerais do solo.

"Elementos de terras raras (ETRs) são metais críticos para energia limpa e aplicações de alta tecnologia, mas seu fornecimento enfrenta desafios ambientais e geopolíticos", escrevem no artigo publicado o geocientista Liuqing He, da Academia Chinesa de Ciências, e colegas.

"A fitomineração, uma estratégia verde que usa plantas hiperacumuladoras para extrair metais do solo, oferece potencial para um fornecimento sustentável de ETRs, mas permanece pouco explorada."

A samambaia B. orientale já era conhecida como hiperacumuladora, mas os cientistas encontraram algo ainda mais incomum: ela estava, na prática, cultivando cristais de ETRs dentro dos próprios tecidos.

Cristais de monazita dentro da Blechnum orientale

Com microscopia avançada e análises químicas, os pesquisadores observaram o acúmulo do composto rico em ETRs monazita como um “jardim químico” no interior dos tecidos da planta, auto-organizado a partir de elementos como neodímio, lantânio e cério. É a primeira vez que pesquisadores veem uma planta fazer isso.

A ciência ainda está começando a mapear o potencial da fitomineração, mas este estudo indica que ele pode ser maior do que se imaginava. Pelo menos uma planta está formando minerais de ETRs em condições normais, sem a alta temperatura e a alta pressão que, em geral, seriam necessárias no subsolo.

"Esta descoberta revela um caminho alternativo para a mineralização de monazita sob condições notavelmente brandas e destaca o papel único das plantas em iniciar tais processos", escrevem os pesquisadores.

Isso acontece em outras plantas?

Mais estudos devem ajudar a esclarecer se o fenómeno é exclusivo da B. orientale ou se também pode ocorrer em outras espécies. Há indícios de algo semelhante em outra samambaia, Dicranopteris linearis, mas ainda não existe evidência direta.

Agora, os cientistas pretendem desenvolver um método para extrair a monazita e depois separá-la nos ETRs que a compõem, sem perder uma parte grande do recurso ao longo do processo. Os desafios são reais, mas a abordagem pode mudar a forma como os ETRs são obtidos - e, por consequência, várias tecnologias de energia verde que dependem deles.

"Esta descoberta não só lança luz sobre o enriquecimento e o sequestro de ETRs durante o intemperismo químico e biológico, como também abre novas possibilidades para a recuperação direta de materiais funcionais de ETRs", escrevem os pesquisadores.

"Este trabalho comprova a viabilidade da fitomineração e introduz uma abordagem inovadora, baseada em plantas, para o desenvolvimento sustentável de recursos de ETRs."

A pesquisa foi publicada em Environmental Science & Technology.