Seltene Erden sind für moderne Technologien unverzichtbar – doch ihre Gewinnung ist oft eine ökologische Katastrophe. Nun meldet ein Forschungsteam der University of California, Berkeley, einen möglichen Durchbruch: Ein gentechnisch veränderter Virus soll in der Lage sein, diese wertvollen Metalle auf umweltfreundliche Weise aus Abwässern zu extrahieren. Die Methode könnte langfristig eine Alternative zum zerstörerischen Bergbau darstellen – und das mit minimalem Energieeinsatz.
Ein Virus als Mini-Bergarbeiter
Wie das Wissenschaftsportal NewAtlas berichtet, habe das Team um den Bioingenieur Seung-Wuk Lee einen harmlosen Bakteriophagen – einen Virus, der nur Bakterien befällt – so modifiziert, dass er gezielt seltene Erden aus Wasserlösungen herausfiltern könne. Dazu sei der Virus mit zwei speziellen Eiweißen ausgestattet worden: Ein sogenanntes Lanthanid-bindendes Peptid auf der Oberfläche fungiere als „Greifer“, der die Metalle an sich binde. Ein zweites Protein, ein elastinähnliches Peptid, reagiere auf Temperaturveränderungen und helfe dabei, die gebundenen Metalle wieder freizusetzen.
Die Forscher hätten laut NewAtlas festgestellt, dass die Viren auch nach mehreren Einsätzen weiterhin funktionstüchtig blieben. Zudem seien sie einfach und kostengünstig in großen Mengen herstellbar – man müsse sie lediglich in Bakterien einbringen, die sich dann mitsamt Virus vermehren.
Nachhaltige Alternative zum Bergbau
In einem Artikel im Fachjournal Nano Letters beschreiben die Wissenschaftler, dass ihre Methode nicht nur umweltfreundlich, sondern auch technisch unkompliziert sei. Laut Lee benötige man lediglich einen Mischbehälter und eine Heizung. Damit lasse sich ein industriell komplexer Prozess ersetzen, der bislang auf giftige Chemikalien und hohen Energieaufwand angewiesen sei.
Seltene Erden – darunter Elemente wie Neodym, Europium oder Gadolinium – sind entscheidend für zahlreiche Hochtechnologien. Sie kommen in Smartphones, Computern, Kameras, Leuchtmitteln, Lasern und medizinischen Geräten zum Einsatz. Besonders wichtig sind sie für die Herstellung von Permanentmagneten, die in Windkraftanlagen, Elektroautos und sogar in Vibrationsmotoren von Handys verbaut werden. Nach Angaben der kanadischen Regierung entfielen im Jahr 2023 rund 45 Prozent der weltweiten REE-Nutzung auf diesen Bereich.
China dominiert den Markt
Derzeit ist China mit Abstand führend in der Produktion seltener Erden: Laut NewAtlas habe das Land im Jahr 2023 rund 240.000 Tonnen REEs abgebaut und 189.179 Tonnen raffiniert – das entspreche etwa 70 Prozent der weltweiten Förderung und 87 Prozent der Raffinierung. Eine umweltfreundliche, lokal einsetzbare Technologie wie die von Lee und seinem Team könnte es anderen Ländern ermöglichen, unabhängiger von chinesischen Lieferketten zu werden.
Die Forscher sehen in ihrer Methode einen Schritt in Richtung nachhaltiger Rohstoffgewinnung. Lee habe gegenüber NewAtlas betont, dass ihr biologischer Ansatz eine grüne, kostengünstige und wiederverwendbare Möglichkeit biete, kritische Materialien für eine klimafreundliche Zukunft zu sichern – ohne dabei die Umwelt zu belasten.