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芮嘉瑋╱財團法人中技社 科技暨工程研究中心主任
圖片來源 : shutterstock、達志影像
沒有稀土，現代文明將瞬間崩解。從智慧型手機的微型馬達、電動車的驅動心臟，到風力發電機的巨大葉片與精準導航系統，無一不仰賴這些「工業維生素」。雖然稀土元素在地殼中的總豐度並不低（平均總計約 150-220 ppm，甚至高於銅、錫或鉛）[1]，但它們的地球化學特性使其極少以高濃度的形態富集成礦，大多以彌散狀態存在於各種礦物中，且各元素間化學性質極其相似，導致分離純化過程異常困難。這使得稀土成為支撐 AI 運算算力、5G 通訊天線及尖端國防雷達的核心基石，維繫著全球數位經濟的命脈。
然而，這些珍稀資源的獲取背後，往往隱藏著毀滅性的環境代價。傳統採礦技術極度依賴濃硫酸、鹽酸等強效腐蝕性化學品，每處理一噸礦石便會產生數十噸含有釷、鈾等放射性物質的毒害廢水，對地下水系的污染效應可持續數百年之久。過去，因強酸廢水滲漏導致礦區河流漆黑、良田荒蕪的環境悲劇，迫使全球科技產業反思「以生態換資源」的可持續性，並轉向尋求更永續的綠色方案。在此背景下，科學家將目光投向森林底層與腐木深處那些被忽視的微生物，一場以「菌類採礦」（Mycomining）為名的綠色革命正蓄勢待發，維也納大學（University of Vienna）透過大自然的隱形工程師 — 黑麴黴（Aspergillus niger） 等精密菌絲網絡，利用生物淋濾與生化解構技術破解資源困局，為全球供應鏈開創出一條資源自主與環境友好的嶄新路徑[2]。
菌類採礦的定義與技術優勢
當我們提到“採礦”時，人們通常會想到巨大的挖土機。但「菌類採礦」幾乎是全世界的「煉金術」。菌類採礦（Mycomining）是一種利用真菌從低品位礦石、取代或污染土壤中提取金屬、礦物或稀土元素的生物技術[3]其核心運作邏輯是引導真菌穿過其延伸的菌絲體網路，在生長過程中主動吸收並在體內積聚目標金屬元素（如稀土），這一關鍵的生物富集過程被稱為「生物積累」。
鄰近技術「生物冶金」頂端，源自於利用真菌的傳統技術，真菌在處理複雜電子出現時表現出顯著優勢[4]。首先，真菌具有強大的抗毒性，能在高濃度重金屬環境下持續生長；其次，菌絲體擁有機械力，能像微型一樣進一步發展小型塔進行鑽頭。此外，真菌適應的鹼值（pH）範圍較廣，以彈性和能減少腐蝕風險。
菌類採礦的第四部曲：從菌絲到純金屬
要想蘊藏在礦石基底中的稀土轉化為可用的原料，真菌會依序執行如圖1所示的四個關鍵步驟：
第一步：軟化與溶解（生物淋濾Bioleaching ）
這些產物能發揮生化解構作用，酸解（質子化）和絡合（螯合）機制，對礦物（如磷酸鹽或矽酸鹽礦物）發揮生物溶解（生物浸出）作用，將磷酸固存在於礦石中的稀土元素釋放並轉化為可溶性離子[5]。
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