北卡羅來納州立大學的研究人員開發出一種新型技術，能夠在不破壞植物的情況下偵測並測量植物中的稀土元素。這項創新有望改變全球獲取現代科技所需關鍵材料的途徑。稀土元素如鏑（dysprosium）、鋱（terbium）和銪（europium）是製造智能手機、風力渦輪機和電動車馬達等日常科技的必需品。雖然名稱中有「稀土」，但這些元素並非真正稀有，只是難以在環境中找到高濃度且經濟可行的礦藏。
因此，多國高度依賴進口，引發供應鏈穩定的隱憂。
基於螢光光譜的測量方法
傳統採礦之外，一種有前景的替代方案是植物採礦（phytomining），即植物從土壤中吸收金屬並在其組織中濃縮。某些植物種類甚至能在受污染環境如礦廢料或污染土壤中提取稀土元素。然而，最大挑戰在於如何在不破壞植物的情況下確定其實際累積的金屬含量。為解決此問題，研究團隊開發出一種基於螢光光譜的技術，透過照射植物組織並分析不同化合物吸收及重新發射光線的方式進行測量。
「稀土金屬對許多科技至關重要，」論文共同通訊作者Colleen Doherty 表示。「這些元素其實並不稀有，只是環境中很少以純形式高濃度出現。目前美國大部分稀土材料依賴國際來源，因此尋找國內來源備受關注。」研究聚焦鏑，因其獨特特性：發光持續時間長於植物組織的自然螢光。此時間差讓科學家能分辨金屬訊號與植物背景光澤。為提升偵測效果，研究人員以鎢酸鈉處理植物，放大鏑發射的光線，再用深紫外雷射觸發螢光，並測量發射光以精準確定金屬濃度。
雖然研究針對鏑，但團隊相信此技術可調整用於偵測其他稀土元素如鋱、銪、銩（erbium）和釹（neodymium）。Doherty 是北卡羅來納州立大學分子與結構生物化學副教授，她補充：「某些植物能從污染土壤中提取稀土元素並濃縮於組織內。為最大化這種『植物採礦』技術，我們需找到偵測及測量植物中稀土濃度的方法。這不僅能決定適合的植物種類，還能確定最佳收割時機，以最大化稀土產量。
」
