حلول ميكروبية مبتكرة لمواجهة النقص العالمي الوشيك في النحاس

قد يواجه العالم نقصًا في النحاس، المعدن الحيوي المستخدم في كل شيء بدءًا من مراكز البيانات وصولاً إلى السيارات الكهربائية، وذلك في غضون خمس سنوات من الآن. وفي غياب أي تغييرات، قد يواجه العالم نقصًا حادًا بحلول عام 2040، حيث يتجاوز الطلب العرض بنسبة تصل إلى 25%.

إذا بدا النحاس باهظ الثمن اليوم، فما عليك سوى الانتظار بضع سنوات.

تضخ الشركات والمستثمرون الأموال في هذا القطاع مع تزايد الطلب. على سبيل المثال، جمعت شركة KoBold الناشئة في مجال معادن الذكاء الاصطناعي 537 مليون دولار العام الماضي لاستغلال رواسب النحاس التي اكتشفتها في زامبيا.

ولكن بمساعدة بسيطة من بعض الميكروبات، قد يتمكن منتجو النحاس اليوم من التغلب على هذا النقص. تقول إحدى الشركات الناشئة، Transition Metal Solutions، إنها وجدت طريقة لزيادة إنتاج النحاس بنسبة تتراوح بين 20% و 30% باستخدام إضافات لتعزيز أداء الميكروبات. يمكن اعتبار ذلك بمثابة بروبيوتيك لمناجم النحاس.

لتوسيع نطاق تقنيتها، جمعت Transition Metal Solutions جولة تمويل تأسيسية بقيمة 6 ملايين دولار، حسبما صرحت الشركة حصريًا لـ TechCrunch. قادت الجولة شركة Transition Ventures بمشاركة من Astor Management AG، و Climate Capital، و Dolby Family Ventures، و Essential Capital، و Juniper VC، و Kayak Ventures، و New Climate Ventures، و Possible Ventures، و SOSV، و Understorey Ventures.

لطالما كانت الميكروبات لاعبًا رئيسيًا في عالم النحاس، حيث تساعد المعدن على التحرر من شكله الخام حتى نتمكن من تكريره إلى معدن نقي. وقد عملت الشركات لسنوات على إقناع الميكروبات باستخلاص المزيد من النحاس من الخام، ولكن وفقًا لساشا ميلشتاين، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة Transition، فإنهم كانوا يسيرون في الاتجاه الخاطئ.

عادةً، تقوم الشركات بعزل أو هندسة سلالات تبشر بالخير في تعزيز إنتاج النحاس. ثم تقوم بزراعة كميات كبيرة منها وصبها فوق كومة من الخام، حيث تتغلغل الميكروبات وتبدأ عملها.

قال ميلشتاين لـ TechCrunch: "لم يؤتِ ذلك ثماره إلى حد كبير". "غالبًا ما يرون نوعًا من الدفعة في البداية ثم تتلاشى - أو لا يرون أي دفعة على الإطلاق."

يشك ميلشتاين في أن جزءًا من المشكلة هو أن الميكروبات ليست فاعلة منفردة. إنه مثل اختيار نجم بدون طاقم دعم. تعيش الميكروبات في مجتمعات متنوعة حيث يلعب كل منها دورًا. زيادة عدد سلالة واحدة يمكن أن تحقق الكثير فقط.

جزء آخر من المشكلة هو أننا لم نخدش سوى السطح في فهم الميكروبات في أكوام الخام. قال ميلشتاين: "عندما تنظر إلى المجتمع الميكروبي الموجود في المادة، فإن أكثر من 90% منه عادة ما تكون أشياء لم نرها من قبل".

الظروف داخل عملية الترشيح الكومي، كما تُسمى أكوام الخام المغمورة بالحمض، يصعب تكرارها في المختبر. درجة الحموضة منخفضة، حوالي 2، وهناك طين ومعادن أخرى تطفو حولها، وكل ذلك يقوض الأدوات الجزيئية المعتادة التي يستخدمها العلماء لفهم المجتمعات الميكروبية.

قال: "كل ما فعلته الصناعة ركز حقًا على تلك النسبة الضئيلة التي تمكن الناس من زراعتها في المختبر". "عادةً، تكون النسبة التي يمكنك زراعتها في حدود 5%."

لذلك، بدلاً من محاولة عزل عدد قليل من الكائنات المتميزة، تعمل Transition على رفع مستوى المجتمع بأكمله. تطبق الشركة مركبات منخفضة التكلفة، ومعظمها غير عضوي، وموجودة بالفعل في مواقع التعدين.

قال: "ما نركز عليه ليس بالضرورة تعزيز نوع أو نوعين، بل نحاول دفع المجتمع نحو حالة وظيفية أعلى". "لقد لاحظنا ذلك في المختبر."

في عينات المختبر التي طبقت عليها Transition مزيجها الخاص، تمكنت الشركة الناشئة من استخراج 90% من النحاس من الخام، ارتفاعًا من 60% باستخدام الطرق التقليدية.

خارج المختبر، يتوقع ميلشتاين أن تنخفض الفعالية قليلاً، ولكن ليس كثيرًا. تستخرج عمليات الترشيح الكومي التقليدية حوالي 30% إلى 60% من النحاس في الخام. ويعتقد أن Transition يمكن أن ترفع هذه النسبة إلى 50% إلى 70% على الأقل، وربما أعلى.

لكل منجم مجتمع ميكروبي مختلف، لذا تخطط Transition لتكييف إضافاتها بناءً على الاختبارات الأولية. ومع جمع الشركة المزيد من البيانات، يعتقد ميلشتاين أنه وفريقه سيتمكنون في النهاية من التنبؤ بما يحتاجه المنجم مسبقًا.