Neu entdeckte Bakterien könnten Kupfer viel kostengünstiger "herstellen"

US-amerikanische und brasilianische Forscher haben eine neue Studie veröffentlicht, in der sie eine ihrer Meinung nach "effizientere und sicherere" Alternative zur Gewinnung von Kupfer über Bakterien skizzieren. Die Arbeit wurde in der Fachzeitschrift Science Advances veröffentlicht. In ihrer Diskussion liefern die Wissenschaftler schlüssige Beweise dafür, wie ein kupferresistentes Bakterium, das in einer Kupfermine in Brasilien gefunden wurde, Kupfersulfat (CuSO4)-Ionen in nullwertiges Cu oder metallisches Kupfer umwandelt. "Indem wir die Bakterien in ein Elektronenmikroskop steckten, konnten wir die Physik herausfinden und analysieren. Wir fanden heraus, dass die Bakterien einatomiges Kupfer isolieren", sagte Francisco C. Robles Hernandez, Co-Autor der Studie, in einer Medienmitteilung. "In Bezug auf die Chemie ist dies extrem schwierig abzuleiten. Normalerweise werden scharfe Chemikalien verwendet, um einzelne Atome eines Elements herzustellen. Dieses Bakterium stellt es auf natürliche Weise her. Das ist sehr beeindruckend." Laut Robles und seiner Kollegin Debora Rodrigues besteht die Neuheit dieser Entdeckung darin, dass Mikroben in der Umwelt problemlos Kupfersulfat in nullwertiges einatomiges Kupfer umwandeln können. Das ist ein Durchbruch, denn der derzeitige synthetische Prozess, um das gleiche Ergebnis zu erzielen, ist normalerweise nicht sauber, arbeitsintensiv und teuer. "Die Mikroben nutzen einen einzigartigen biologischen Weg mit einer Reihe von Proteinen, die Kupfer (II) (Cu2+) extrahieren und in einatomiges, nullwertiges Kupfer (Cu0) umwandeln können. Das Ziel der Mikroben ist es, eine weniger toxische Umgebung für sich selbst zu schaffen, indem sie das ionische Kupfer in einatomiges Kupfer umwandeln, aber gleichzeitig stellen sie etwas her, das auch für uns nützlich ist", so Rodrigues. Nach Ansicht der Wissenschaftler deuten diese Ergebnisse darauf hin, dass der Umwandlungsprozess eine Alternative sein könnte, um einzelne Atome metallischen Kupfers auf eine sicherere und effizientere Art und Weise herzustellen, verglichen mit aktuellen Methoden wie der chemischen Gasphasenabscheidung, dem Sputtern und der Femtosekunden-Laserablation. "Wir haben nur mit einem Bakterium gearbeitet, aber das ist vielleicht nicht das einzige da draußen, das eine ähnliche Funktion ausübt", sagte Rodrigues. "Der nächste Schritt für diese spezielle Forschung ist die Gewinnung des Kupfers aus diesen Zellen und die Verwendung für praktische Anwendungen." Das Forschungsteam glaubt, dass diese Erkenntnisse der Schlüssel sein könnten, um die Herausforderungen bei der Versorgung anzugehen, die sich aus der begrenzten Verfügbarkeit von hochwertigem Kupfer in der Erdkruste und der Notwendigkeit intensiver Schmelz- und Produktionsprozesse ergeben, die Schwefeldioxid und Stickstoffdioxid benötigen, um Konzentrat in brauchbaren Mengen zu erhalten.