從廢舊電子產品或家電中回收有用金屬進行再利用的「城市礦山」，隨着東京奧運會和帕運的獎牌而聞名。如果能利用微生物回收金屬，或許可以更順利地進行再利用。廣島大學等正推進利用細菌收集大量混入海洋或工廠廢水中的半導體材料來合成組元件的研究。如果能在2050年前後確立這種方法，就有望避免半導體短缺的情況出現。
「我們還能收集用於光通訊雷射等的高性能半導體材料」，廣島大學的富永依裏子副教授說道。
富永副教授與岡村好子教授等人共同發現，在日本海域採集的「Marichromatium屬」細菌有收集鎵和銦等寶貴半導體材料的習性。據說會以團塊的形式將收集的材料排到體外。將這種細菌投放到處理鎵等的工廠的廢水中就可以自動回收材料。廢水將變成新的「礦山」。
細菌不僅能回收材料，還有望用來實施提高半導體性能所需的結晶和薄膜化。利用電子顯微鏡觀察細菌排出的材料發現，雖然大部分區域都呈原子不規則地密集排列的結構，但部分區域形成了原子有序聚集的晶體結構。
半導體的結晶和薄膜化一般要在高溫環境下利用專用裝置等實施，需要消耗大量能源。如果細菌能取代這個程序，將有助於大幅實施節能，還可以爲去碳做貢獻。富永副教授表示：「今後打算詳細分析結晶程序是如何發生的。」
生物在活體內或體外生成礦物質的現象稱爲「生物礦化」。典型的例子有牙齒、骨骼和貝殼等。長期以來，一直在模仿這種機制製作有用的部件。除鎵和銦等金屬外，還有望回收各種礦物質。
日本石油天然氣金屬礦產資源機構（JOGMEC）2021年8月宣佈，成功地實施了爲期一年的實驗，利用「鐵氧化菌」和「硫酸還原菌」去除停產礦山排放的廢水中所含的鐵、鋅和鉛等。
這些金屬此前透過添加化學品並利用機器攪拌廢水等的方式來回收的，但會存在消耗電力和增加環境負荷等問題。
廣島大學的富永副教授不僅明確了細菌收集礦物質的性質，還「打算利用細菌回收的半導體材料來製造電子部件」。 富永副教授表示，雖然利用細菌回收的半導體材料製成的晶體和薄膜「性能比不上」利用最先進位造裝置等製作的半導體元件，但希望能用細菌回收的半導體材料製作出元件。
該團隊的目標是2050年前後製作用於低成本光伏發電和簡單的通訊裝置等的半導體元件。首先打算在2030年前後確立使用細菌回收製作的半導體順利通電的技術。
日本有望成爲資源大國
| 使用細菌的礦物質回收動向與前景 | |
| 1989年 | 東京農工大學開發出在活體內生成磁鐵的細菌培養技術 |
| 2008年 | 東京農工大學成功利用細菌回收鎘離子 |
| 2009年 | 大阪府立大學開發出利用細菌從廢舊電池中回收錳和鋅的技術 |
| 2017年 | 澳大利亞阿德萊德大學發現可以濃縮金形成小金塊的細菌 |
| 2021年 | 日本石油天然氣金屬礦產資源機構成功實施利用細菌淨化連串裝置礦山廢水的長期驗證實驗 |
| 2021年 | 廣島大學發現收集鎵、銦和砷的細菌 |
| 2030年前後 | 細菌回收的半導體材料通電 |
| 2050年前後 | 利用細菌回收的半導體材料製造的元件普及 |
收集礦物質的細菌很多都是在水中或溶液中非常活躍的菌種。從資源收集的角度來說，對四面環海的日本很有利。如果能利用收集稀有金屬和隨着電動車（EV）的銷量增長等可能出現短缺稀土材料的細菌，建立低成本回收這些資源的系統，日本也許會成爲「資源大國」。
隨着全球都以實施去碳社會爲目標，EV配備的蓄電池和馬達的需求不斷高漲。電池大多使用鈷，馬達大多使用釹等。這些資源日本很多都依賴進口，如果能成爲資源大國，則可以大大減輕供給不安。
海外也在探索能回收昂貴金屬的細菌。澳大利亞的阿德萊德大學發現了一種細菌，可以從含金礦石中溶出金，並將其濃縮成高純度金塊，大約數年至十年可以形成一個小金塊。
富永副教授在此次研究中使用的細菌是從九州的玄界灘和瀨戶內海的小島等採集的。日本擁有種類豐富的海洋細菌，今後也很有可能發現有用的細菌。同時還需要研究，找到細菌能夠最大限度發揮其能力的條件等。
日文：三隅勇氣、《日經產業新聞》，2021/11/19
中文：JST客觀日本編輯部
