蕨类植物“炼出”稀土，中国科学家找到绿色采矿新路径

报道显示，一个由中国科学家领导的团队在一种蕨类植物中发现了一种天然形成的含稀土元素的矿物，这是世界首例，为提取高价值稀土元素提供了一种“绿色循环模式”。

研究人员表示，在活体植物中发现纳米级独居石“为直接提取功能性稀土元素材料开辟了新的可能性”。他们说：“据我们所知，这是首次报道稀土元素在超富集植物中结晶成矿物相。”

该团队本月在期刊《环境科学与技术》上发表文章称：“这项工作证实了植物采矿的可行性，并提出了一种基于植物的创新方法，用于可持续的稀土元素资源开发。”

这项研究由中国科学院广州地球化学研究所的研究人员与美国弗吉尼亚理工大学地球科学系的地球科学家合作完成。

植物采矿是一种利用所谓的超富集植物从土壤中提取金属的绿色方法，通过植物吸收、富集和矿化过程实现金属回收，同时修复污染土壤。

在论文中，科学家们将超富集植物描述为能够在其组织中富集重金属或类金属，其浓度比周围土壤高出数百倍甚至数千倍的植物。他们表示：“这种策略减少了对传统采矿的依赖，同时降低了相关的环境和地缘政治风险。”

独居石是一种富含稀土元素（包括铈、镧和钕）的磷酸盐矿物，这种矿物具有高熔点、优异的光学发射率以及卓越的抗熔融玻璃腐蚀和抗辐射损伤能力。研究团队表示，其优异的机械、物理和热学性能使其非常适合用于涂层和扩散屏障、发光材料、激光器和发光器件、离子导体以及放射性废物处理基质等应用。

通常情况下，独居石会在数百摄氏度的高温高压下形成，但植物提供了一种在地球表面常温常压下进行矿化的替代方案，形成的“独居石”纯净且无放射性。

在这项研究中，研究人员采集了一种已知的稀土超富集植物——乌毛蕨的植物样本及其周围土壤。这些样本采自南方城市广州的稀土矿床。

分析表明，稀土元素主要集中在羽片中，其次是根系和叶柄。论文指出，在环境条件下，这些矿物质会在植物细胞外组织中结晶，从而阻止非营养元素进入细胞并起到解毒作用。

这也为化学中自组织非平衡过程如何产生复杂结构提供了一个范例。他们写道：“这种现象是植物中新发现的化学花园，其形成是由水环境中高浓度的金属盐（稀土元素和磷酸盐）驱动的。”

这种能力直接颠覆了找矿逻辑，以前需要用钻机打孔找矿，现在则可以直接从植物中回收高价值稀土，同时修复污染土壤，恢复稀土尾矿的生态，从而实现“修复与回收同时进行”的绿色循环模式，为稀土资源的可持续利用提供了一条新途径。