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中国科学院广州地球化学研究所朱建喜研究员团队在一种名为“乌毛蕨”的蕨类植物体内,发现了大量富集的稀土元素,并首次观察到这些稀土元素在植物组织细胞间形成了名为“镧独居石(Monazite-(La))”的矿物。
这是科学家首次在天然植物体内观测到稀土元素的生物成矿现象。通常,镧独居石这类矿物主要在岩浆或热液活动等地质过程中形成,需要较高的温度环境。相关研究成果已于 2025 年 11 月 5 日在线发表于《环境科学与技术》。
稀土元素被誉为“工业维生素”,是人工智能、新能源、国防等高新技术领域不可或缺的核心战略资源,也是全球供应链中风险较高的关键原材料之一。然而,传统稀土开采往往伴随着严重的环境生态破坏,有没有更清洁、更可持续的稀土获取方式?大自然或许早已埋下线索。
乌毛蕨被归类为稀土“超积累植物”。研究显示,这种植物能高效吸收并浓缩环境中的稀土元素。在其叶片的维管束和表皮组织中,吸收的稀土元素会以纳米颗粒形式沉淀,并进一步结晶形成磷酸盐稀土矿物 —— 镧独居石。
研究指出,植物体内形成这种矿物可能是一种自我保护机制,可将具有潜在细胞毒性的稀土离子固定于矿物结构中。天然形成的独居石是工业上重要的稀土矿石,但常伴生有放射性元素铀和钍。而此次在乌毛蕨中发现的、在常温常压自然条件下形成的“生物独居石”,根据研究描述,不伴生放射性元素铀和钍。
此前研究已知,微生物和动物能在体内形成矿物(如贝壳中的方解石、骨骼中的磷灰石)。植物界虽然也有形成如草酸钙等矿物的记录,但发现植物能在体内形成稀土矿物尚属首次。研究人员认为,这一发现增进了对植物矿物形成机制的认识。
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