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Jun 03, 2023

nano de éter

La nanoingeniería ocurre todo el día en nuestros cuerpos, y la startup de California Aether está diseñando y probando millones de nuevas enzimas para realizar una variedad de otras tareas útiles, como extraer directamente

La nanoingeniería ocurre todo el día en nuestros cuerpos, y la startup de California Aether está diseñando y probando millones de nuevas enzimas para realizar una variedad de otras tareas útiles, como extraer directamente litio apto para baterías de fuentes que nadie más puede usar.

Estas enzimas pueden diseñarse para capturar selectivamente más o menos cualquier átomo o molécula en particular y dividirlo en partes constituyentes, forzarlo a unirse a una molécula diferente o simplemente atraparlo y liberarlo cuando se le ordene.

Lo que se obtiene al final es un conjunto de fábricas moleculares totalmente sintonizables que pueden tomar un insumo determinado y transformarlo en un resultado particular, reemplazando todo tipo de procesos de fabricación química con nuevas versiones que pueden ser increíblemente baratas y energéticamente eficientes, porque no No requiere calor.

Y más allá de eso, también existe la oportunidad de crear compuestos completamente nuevos que la química no ha podido sintetizar. Nuevos productos químicos, materiales y moléculas con propiedades sin precedentes.

Debido a que muchas de estas enzimas son completamente nuevas y no existen en la naturaleza, Aether las está creando en cantidades enormes y probándolas rigurosamente para determinar sus efectos en una variedad de otros elementos y moléculas, generando una gran cantidad de datos y alimentándolo todo. en algoritmos de aprendizaje automático personalizados para catalogar los efectos.

Y ya tiene carreras en el tablero. El cofundador de Aether, Pavle Jeremic, nos dijo durante una videollamada que la compañía ha diseñado una clase de enzimas que pueden capturar átomos de litio directamente de salmueras de baja concentración que nadie más puede recolectar económicamente y liberarlos para crear baterías puras. litio, a un costo muy inferior al que pueden ofrecer los métodos tradicionales.

Durante los próximos dos años, la compañía planea probar esta tecnología y desarrollar un negocio de minería de litio molecular, y utilizar las ganancias para expandirse a todo tipo de otras áreas, con el objetivo final de construir un "futuro post-escasez". de abundancia desenfrenada, en el que todo tipo de materias primas están disponibles a costos radicalmente más bajos, y en el que se pueden sintetizar moléculas complejas y novedosas de forma rápida y barata.

Hablamos con Jeremic a través de un enlace de video. Lo que sigue es una transcripción editada.

Loz: Escuché una entrevista en alguna parte en la que Elon Musk habla sobre la naturaleza de la fabricación desde la perspectiva de los primeros principios. Es decir, tienes un montón de átomos en una formación y los quieres en otra, de la manera más simple, barata y eficiente.

Pavle Jeremic: Sí, quiero decir, el objetivo de lo que estamos tratando de construir es tecnología para ensamblar moléculas. Realmente, para ensamblar cualquier patrón de átomos que desees, eventualmente.

La forma en que me gusta pensarlo es que hemos visto lo que la raza humana es capaz de hacer modelando el silicio en sólo dos dimensiones. Entonces, ¿qué pasa si podemos modelar más que el silicio y más de dos dimensiones, verdad? ¿Qué podemos empezar a construir? ¿Qué tipo de tecnología podría ser posible que simplemente no sea posible hoy en día?

Y estás usando enzimas, algunas de las cuales existen en el cuerpo de forma natural. En un sentido básico, ¿cómo funcionan?

Puedes pensar en una enzima como en una máquina muy, muy pequeña. Está diseñado para reconocer, agarrar y retener ciertas moléculas o disposiciones de átomos, y luego separarlas o hacer que formen algún patrón nuevo.

Una metáfora útil es cuando se observa cómo nuestra especie ha fabricado cosas tradicionalmente. Es una especie de proceso estocástico de fuerza bruta. Y así, por ejemplo, cuando se analiza la fabricación de productos químicos, dos átomos solo querrán formar un enlace cuando se unan en un cierto ángulo y una cierta velocidad, de manera efectiva. De lo contrario, no querrán formar vínculos.

Y entonces, como especie, lo que hemos hecho con mucho éxito es que hemos descubierto que, en algunas situaciones, si calentamos una reacción lo suficiente, los átomos chocarán entre sí con suficiente frecuencia en ese ángulo específico, poder fabricar la molécula que queremos. Es como armar un kit de Lego agitando la caja hasta que esté correctamente ensamblado. Ya sabes, estadísticamente, si agitas la caja lo suficiente, eventualmente sucederá. Y eso es lo que hacemos como especie, y lo hemos hecho funcionar.

Las enzimas y lo que hace la biología son muy diferentes. A esa escala, en lugar de depender de este tipo de interacciones aleatorias (bueno, todavía hay aleatoriedad, por supuesto), pero es en gran medida maquinaria a nanoescala. Si desea que el átomo A y el átomo B formen un enlace, la máquina flota hasta que ve un átomo A, lo agarra, flota hasta que ve el átomo B, lo agarra y luego los obliga a formar un enlace. Por lo tanto, es un proceso muy mecánico, a diferencia de este tipo de proceso estocástico y aleatorio que utilizamos a escala industrial.

Por eso, lo que estamos haciendo en Aether está muy inspirado en estas enzimas, pero va más allá de lo que la naturaleza ha inventado, en muchos sentidos. Ya sabes, ¿cómo empezamos con algunas cosas que inventó la naturaleza, pero vamos más allá y construimos ensambladores moleculares verdaderamente funcionales en los que eventualmente se podría especificar una disposición de entrada de átomos y un rango de salida de átomos? Y podríamos descubrir cuál es la máquina que podemos diseñar para lograr que ese equilibrio de reordenamiento se produzca con alta eficiencia.

¿Y los beneficios de eso? Ciertamente hay beneficios ambientales. Incluso como lo mencioné antes, no es necesario calentar la reacción para que se lleve a cabo, requiere menos energía, requiere menos contaminantes tóxicos, todo ese tipo de cosas. Ésa es una cara de la moneda, lo cual es cierto.

Pero la otra cosa que creo que es aún más valiosa es cuando nos fijamos en los tipos de moléculas y los tipos de disposición de los átomos que son posibles si realmente se cuenta con este tipo de tecnología generalizable. Creo que no se trata sólo de hacer que las cosas sean más abundantes. Se trata de crear productos que tengan propiedades que simplemente no tienen precedentes en la actualidad.

Por ejemplo, tenemos una línea de productos en la que estamos creando básicamente un nuevo tipo de polímero que está diseñado para que antes de fabricar el polímero, antes de fundirlo en un molde, o imprimirlo en 3D, o ya sabes, cualquiera que sea tu fabricación preferida. El proceso es: está diseñado para ser altamente maleable, lo que hace que sea muy fácil de moldear en formas muy complejas.

Pero en el momento en que lo calientas, cambia su microestructura. De hecho, está programado para reorganizarse por completo y se vuelve increíblemente resistente. Y básicamente se crea como un compuesto a nanoescala. Y esta molécula es básicamente imposible de producir utilizando la química sintética tradicional. Pero gran parte de la maquinaria que hemos diseñado nos permite producir estas moléculas y luego crear productos basados ​​en esas moléculas.

Notable. Así que la idea básica para ustedes, según tengo entendido, es "arrojemos un montón de mierda a la pared, esencialmente, hagamos millones y millones de pruebas de diferentes enzimas con otros componentes. Veamos qué sucede. Ponlo en algún lugar". base de datos gigante en algún lugar y analizar todo utilizando el aprendizaje automático para intentar descubrir cuáles hacen qué y a quién.

Eso es exactamente correcto. El aprendizaje automático se basa en datos en los que se prueba una gran cantidad de estas enzimas y otras proteínas. Honestamente, tenemos que encontrar un término mejor para estos, porque ya no se parecen a nada en la naturaleza. Están compuestos principalmente de aminoácidos como proteínas, pero hay cosas en ellos que son totalmente diferentes de lo que existe en la naturaleza.

Pero probamos una gran cantidad de estas máquinas moleculares y lo que el aprendizaje automático está tratando de descubrir está bien, sé con qué disposición de átomos comencé. Conozco la máquina que estoy probando. Entonces, ¿cuál es la nueva disposición de los átomos que surgió del final? Y empieza a ver patrones; Vale, este tipo de máquina me permite crear este tipo de polímero. Este tipo de máquina me permite degradar esta toxina que actualmente no podemos degradar. Éste se unirá a los metales, ¿verdad?

Gran parte de nuestro trabajo con minerales se basa en estas diminutas nanoproteínas. Los hemos diseñado para que, con el litio, por ejemplo, en el momento en que chocan con un átomo de litio, se agarren a él y se hundan hasta el fondo de la solución en una versión de la máquina. Por lo tanto, permite extraer minerales del medio ambiente que no están disponibles metalúrgicamente en la actualidad.

Por ejemplo, ya sabes, estoy aquí en Palo Alto y la tierra de Palo Alto probablemente tenga suficiente hierro para fabricar la estructura de cientos de miles, si no un millón de automóviles, pero hoy en día no existe tecnología en la Tierra que pueda tomar un montículo de tierra, lo pones en algo y sacas un ladrillo de hierro. En realidad, no es así como funciona la tecnología actual. Tenemos que buscar minerales de alta calidad para sacar los ladrillos de hierro.

Si nuestra tecnología funciona y somos capaces de implementarla, podremos desbloquear este tipo de abundancia. Ahora bien, no estamos estableciendo el hierro, porque ya sabes, es un metal particularmente abundante, sino el litio, el cobalto, los elementos de tierras raras, el titanio. Este es el tipo de cosas a las que apuntaremos e idealmente las haremos muy abundantes.

Bien, entonces has creado esta enzima que extraerá el litio del agua de mar o de la salmuera. ¿Fue un hallazgo aleatorio? ¿O fue algo a lo que te dirigiste específicamente?

¡Eso fue dirigido! Aunque es una gran pregunta. Entonces, la forma en que funciona el proceso de nuestro producto es que siempre comenzamos con esta idea (y es una decisión estratégica muy intencional) de trabajar solo en lo que llamamos química novedosa. Sólo intentaremos crear cosas con alguna funcionalidad que sea poco práctica o inviable químicamente, y poco práctica o inviable biológicamente.

Si estuviéramos diseñando una enzima para catalizar una reacción química que ya se conoce, o que alguien más puede hacer, entonces la apuesta que estoy haciendo cuando estoy creando este producto es que Aether es más inteligente que decenas de miles de químicos que trabajan en DuPont, ¿verdad? No me siento muy cómodo haciendo esa apuesta. Son personas muy inteligentes que trabajan allí y hay decenas de miles de ellas.

Preferiría trabajar en productos que esos muchachos tal vez hubieran soñado hacer, pero que nunca supieron cómo hacerlo. Y cuando miramos estos productos, nos encontramos con estas químicas de dos maneras. Podemos descubrirlos accidentalmente; un buen ejemplo son nuestras enzimas degradantes de PFAS. No descubrimos accidentalmente la enzima que degrada los PFAS, pero sí descubrimos la química accidentalmente mientras estábamos ejecutando un programa diferente. Pensamos, espera, ¿podemos hacer eso? ¿Qué podemos hacer con eso? ¿Qué tipo de producto podríamos crear?

En la situación minera, dijimos bien, creemos que el litio es probablemente el mejor punto de partida para nuestro programa de minerales. Y diseñamos nuestro circuito de aprendizaje automático para algunas de estas proteínas que pueden unirse al litio, y veamos hasta dónde llegamos. Y de hecho encontramos algunos, lo cual fue muy emocionante.

Muy bien, entonces, ¿cuál es el camino a seguir con ese? ¿Se convierten ustedes en una empresa minera de litio? ¿Tiene licencia para esa tecnología?

Sí, entonces la estrategia actual con el litio es que queremos implementar un piloto in situ en algún lugar de los Estados Unidos, digamos a mediados del próximo año si las cosas continúan subiendo, lo cual siempre es más difícil de lo que quisiera. Quizás un poco más tarde.

Y una vez que probemos la tecnología en el campo, probablemente nos convertiríamos en proveedores de litio, o al menos parte de nuestra empresa se convertiría en proveedor de litio, y luego comenzaríamos a apilar metales adicionales encima de eso. Porque lo más interesante del componente de minerales de nuestra empresa es que el enfoque y la tecnología son algo modulares, no 100% modulares, pero sí razonablemente.

Entonces, por ejemplo, si tuviéramos un sistema del tamaño de un contenedor de envío que tiene un lecho filtrante lleno de nuestras proteínas que se unen al litio, por ejemplo, y pasamos un poco de salmuera a través de él, y digamos que decidimos, bueno, ¿También nos gustaría extraer cobalto de esa corriente de agua? Todo lo que tenemos que hacer es cambiar las nanoproteínas que se unen al litio por otras que se unen al cobalto. Y en su mayor parte, el resto del proceso es el mismo. Quiero decir, obviamente, un poco en la parte trasera cambia, dependiendo del metal y de cómo lo almacenas.

Pero ese nivel de modularidad significa que a medida que aprendemos a ampliar y construir versiones comerciales de nuestra planta de litio, también aprendemos a construir nuestras plantas de titanio, nuestras plantas de cobalto y nuestras plantas de tierras raras. Realmente queremos desarrollar eso, especialmente en los Estados Unidos.

En cuanto a los materiales, probablemente también venderemos directamente algunos de nuestros polímeros para empezar, y luego, caso por caso, a veces podría tener más sentido licenciar algunas cosas. Por ejemplo, hemos descubierto cierta química que puede ser muy valiosa en el desarrollo farmacéutico. No somos una empresa farmacéutica. Entonces, en algún momento, podrías optar por otorgar la licencia de esas sustancias químicas a una compañía farmacéutica y decir, oye, ¿por qué no vais a ver si podéis crear una terapia que salve vidas? Nos centraremos en nuestras áreas en las que nos especializamos.

Bien, en un nivel más básico, ¿qué tan complejas son estas moléculas?

Ya sabes, no son tan complejos. Muchas de las nanoproteínas que creamos están compuestas por unos cientos de aminoácidos y algunas cosas adicionales adheridas a ellos. Eso no es particularmente complejo. Lo que es realmente único acerca de las máquinas que diseñamos es que generalmente no se parecen en nada a lo que existe en la naturaleza. Y a través de ese proceso, hemos podido crear máquinas que tienen funcionalidades que nadie pensó que fueran posibles. El diseño más pequeño que estamos probando activamente en este momento es sólo unas 300 veces más pesado que un átomo de litio.

Un rango tan amplio, tantos órdenes de magnitud. Creo que si se extrapola dentro de cinco, diez años o más, suponiendo que sobrevivamos y tengamos éxito, y todo ese tipo de cosas... el tipo de maquinaria molecular que estamos construyendo, está destinada a tener muchas de las increíbles capacidades sobre las que lees en la ciencia ficción, Arthur C Clarke y todo ese tipo de cosas. Lo que yo llamaría tal vez verdadera nanotecnología. Pero no se parecerá mucho a eso.

La maquinaria a nanoescala opera con principios muy diferentes a los de la maquinaria a nuestra escala. Quiero decir, hay muchas cosas que son fundamentalmente diferentes. Incluso algo tan simple como un engranaje funcionaría de manera muy diferente a escala nanométrica.

Así que en este momento no estamos tratando de descubrir cómo construir nanomáquinas completas. Empezaremos a trabajar en eso en unos años. En este momento, simplemente estamos tratando de descubrir: ¿cómo construimos las partes constituyentes? ¿Cómo llegamos al punto en el que solo necesito una pieza a nanoescala que esté hecha de tantos átomos en este patrón? ¿Cómo puedo ensamblarlo muy, muy rápido para poder probar esa pieza y ver qué hace?

Y resulta que hay algunas maneras realmente maravillosas de comercializarlo a través de la extracción de minerales y nuevos tipos de polímeros que estamos buscando. Pero a largo plazo, en realidad se trata de construir esas piezas constituyentes para máquinas aún más complejas a escala nanométrica.

Entonces, en un sentido muy básico, ¿cómo se ensamblan estas pequeñas máquinas?

En realidad, es bastante simple. La mayoría de estas máquinas comienzan pareciéndose mucho a las proteínas. Entonces, la parte inicial de nuestro proceso es tomar ADN que hemos ordenado, modificado o sintetizado de manera personalizada, y ese ADN codifica lo que sea que sea este tipo de núcleo de bloque de construcción de proteína. Pasamos por un proceso automatizado, convertimos ese ADN en proteína. Y hemos desarrollado muchas técnicas para hacerlo de manera realmente efectiva, rápida y a bajo costo. Y luego, dependiendo del programa en el que estemos trabajando, modificaremos químicamente estas máquinas aún más.

Por ejemplo, muchas de nuestras nanoproteínas que se unen a minerales, si quieres llamarlas así, no sólo son diferentes de las proteínas normales en que no hay nada que se parezca a esto en la naturaleza, sino que en realidad... Ya sabes , las proteínas típicas son lineales. Entonces, hay un principio y un final en esta cadena que se pliega formando una estructura. De hecho, los conectamos formando anillos e incluso formando conjuntos de anillos.

Y lo hacemos porque básicamente creamos estos hilos de estas pequeñas proteínas unidas entre sí. Y a medida que el litio pasa flotando, es casi como una red. Se permite que el agua pase a través de ellos. Pero cuando el litio pasa, simplemente se adhiere y no le permite moverse más. En realidad, una red de pesca es una analogía razonablemente buena de cómo funciona a escala nanométrica. Entonces, siempre comenzamos con algo que, al menos en principio, podría llamarse proteína, pero luego vamos más allá y decimos, bueno, ¿cuáles son las modificaciones que necesitamos para que sea realmente eficiente a escala?

Eso es notable. Obviamente, no puedes ver estas estructuras. ¿Cómo sabes en qué estructuras se están plegando? ¡Lo siento si esta es una pregunta de química de primer año!

No necesariamente conocemos la estructura en la que se pliegan, pero probamos su función. Ya sabes, podemos usar software como AlphaFold 2, ciertamente tenemos acceso a todo este tipo de cosas. Pero al final del día, lo que más importa es, independientemente de cuál sea la estructura, ¿está cumpliendo la función que queremos? Por eso utilizamos una técnica de espectrometría de masas láser de muy alto rendimiento.

Lo que podríamos hacer es decir, bueno, realmente nos gustaría encontrar algo que se una al litio y sólo al litio. No queremos unirnos al magnesio, al calcio, al hierro ni a ninguna de estas otras cosas. Entonces le preguntamos al aprendizaje automático: ¿podría diseñar, ya sabe, mil versiones de esta máquina?

Los sintetizamos y luego los mezclamos en una solución que contiene litio, magnesio, calcio y hierro. Dejamos que se seque. Lo golpeamos con el láser y vemos si todas nuestras máquinas están unidas al litio, o algunas al magnesio, o algunas al calcio. Y a través de eso, podemos decir, oye, el 96% de ellos están unidos al litio. Genial. Para otro diseño, tal vez sólo el 2% esté unido al litio y la mayor parte esté unido al magnesio, por lo que no seguimos diseñando ese.

El aprendizaje automático entrena esos datos y en cierto modo enjuagamos y repetimos, enjuagamos y repetimos. Por lo tanto, es en gran medida un proceso de experimentación automatizado, donde normalmente la estructura es lo que esperaríamos que fuera si simulamos cómo debería verse la estructura. Pero no nos importa, ya sabes, siempre y cuando haga lo que queremos que haga. Eso es realmente lo que importa y si la estructura es un poco diferente, ya sabes, está bien.

Me parece bien. Así que la extracción de minerales es un caso temprano. ¿Cuáles son tus eventuales sueños para estas cosas?

Uno de los principales hitos de la empresa, desde una perspectiva de visión a largo plazo, es lograr lo que actualmente llamo prototipado molecular total. Estoy seguro de que se me ocurrirá un nombre mejor con un poco más de tiempo. Pero esta es la idea de que llegamos a un punto en el que ese tipo de disposición de átomos de entrada y salida es un hecho. Sabemos cómo hacerlo. Podemos diseñar una de estas máquinas para reorganizar los átomos mediante programación. Podemos hacerlo en un periodo de tiempo muy corto, con una tasa de éxito muy alta. Hoy en día todavía nos lleva meses diseñar estas cosas y no podemos hacer muchas de ellas en paralelo. Idealmente, llegamos a un punto en el que es una conclusión inevitable que va a funcionar.

Supongo que cuanto más hayas ganado, más rápido podrás apuntar a las cosas.

Exactamente. Así que estamos acumulando estos activos. Estamos mejorando en eso. Estamos aprendiendo qué funciona y qué no. Y por eso nos estamos volviendo más rápidos, y probablemente pasarán otros dos o tres años antes de que seamos realmente rápidos en la configuración. Sin embargo, una vez que se llega a ese punto, la misión de la empresa es construir un futuro de abundancia para la raza humana. Si llego a este primer hito, todo lo que haré será volverme realmente bueno en la fabricación de moléculas sofisticadas que generan muchos ingresos. No he construido un futuro de abundancia. Entonces, ¿cómo se llega a ese segundo paso?

Bueno, existe un concepto en la fabricación de productos químicos llamado fabricación química continua. Y lo único que significa es que, en lugar de tener un reactor masivo en el que se ejecuta una reacción química, se hace de manera continua. Entonces, tal vez se fabrique continuamente un galón por minuto, en lugar de fabricar un millón de galones en un millón de minutos, ¿verdad? Es casi como una línea de montaje para fabricar moléculas.

Este proceso rara vez se realiza hoy en día, pero es increíblemente eficiente cuando se realiza correctamente. Le permite tener máquinas del tamaño de contenedores de envío que pueden ser tan productivas como plantas químicas masivas, pero del tamaño y costo de algo que cabe en un contenedor de envío.

Y la razón por la que esta técnica no se utiliza con frecuencia hoy en día es porque la química tradicional en realidad no está diseñada para funcionar de forma continua, ¿verdad? Cuando se fabrican productos químicos hoy en día, no es raro tener un paso a 400 grados Celsius y un paso a menos 20 grados Celsius. Y si piensas en eso, si intentas ejecutarlo continuamente, es casi absurdo. Tendrías que enfriarlo tan rápido que se necesitaría un enorme disipador de calor, sólo para que eso suceda.

Entonces, si podemos lograr este prototipo molecular total en los próximos, digamos, tres o cuatro años, habremos llegado a un punto en el que podemos hacer que todas estas reacciones químicas ocurran básicamente bajo el mismo conjunto de condiciones o al menos aproximadamente a temperatura ambiente y aproximadamente el mismo conjunto de condiciones. Entonces ya no tenemos esa limitación.

Eso significa que Aether, como empresa, puede comenzar a construir sistemas del tamaño de contenedores de envío, que no solo pueden extraer metales, sino que también pueden tomar abundantes materiales de partida a muy bajo costo que están disponibles en diferentes partes del planeta y ensamblarlos en productos farmacéuticos muy complejos. , materiales o lo que sea, sin haber gastado miles de millones de dólares en construir fábricas gigantes.

Así que creo que si queremos crear un mundo donde más de 10 mil millones de seres humanos vivan y consuman a un ritmo que usted o yo podríamos consumir todos los días, la Tierra no puede soportar nuestro ritmo de consumo en este momento. Y no es que los siete u ocho mil millones de nosotros estemos consumiendo a este ritmo todavía.

Creo que es necesario crear una nueva forma de fabricación industrial que sea increíblemente escalable. Opera desde sistemas del tamaño de contenedores de envío que se encuentran repartidos por todo el planeta. Está descentralizado. Y puede crear productos en los que simplemente no podemos pensar hoy. Realmente te permite diseñar libremente moléculas y disposiciones de átomos en las que no podrías haber pensado antes. Así que ese es realmente el plan a largo plazo.

Parte de esto es, ¿cómo podemos ser realmente buenos en hacer que casi todos los átomos centrales estén disponibles a bajo costo? Ese es uno de ellos. Dos: ¿cómo podemos volvernos realmente buenos reorganizando esos átomos de manera programática? Y tres, ¿cómo pasamos de crear moléculas complejas a crear estructuras tridimensionales aún más grandes con estas máquinas? Estamos trabajando en uno y dos en este momento. En tercer lugar, será muy difícil, sin duda, crear estructuras tridimensionales utilizando estas máquinas, pero debería ser posible.

Bien. ¿Cuánto tiempo llevas yendo hasta ahora?

Hace unos seis años. Sí, ha pasado un tiempo.

Bueno. ¿Y cuáles han sido los logros más importantes en ese tiempo?

Entonces probamos nuestra tecnología. Logramos un contrato farmacéutico. Pudimos descubrir las primeras enzimas que degradan PFAS en nuestra asociación con Allonnia, lo cual fue bastante emocionante. Y luego sí, desde entonces nos hemos centrado en el programa de materiales de litio.

Entonces, con las enzimas que degradan PFAS, ese es el viejo "plástico para siempre". Dado que estos microplásticos ahora están absolutamente en todas partes, ¿cómo podría usarse esa enzima en la práctica, como un filtro de agua?

Exacto, es un filtro de agua. Y, de hecho, este es un muy buen ejemplo. Entonces preguntaste antes: ¿obtenemos licencias o comercializamos nosotros mismos? Entonces, a veces encontramos una química que pensamos que sería muy valiosa y también útil para la raza humana, pero no está directamente alineada con nuestra misión.

La purificación del agua es un buen ejemplo. Creemos que hay un montón de valor. Pero Aether no es una empresa de purificación de agua, queremos ser una empresa de fabricación. Entonces, cuando descubrimos esta nueva química, nos asociamos con otra empresa para obtener la licencia de la tecnología. Esto será valioso para alguien, ayudará a la salud humana. Pero no somos nosotros. Esto no es lo que vamos a hacer. Y lo mismo ocurre con la industria farmacéutica. Tenemos que concentrarnos en algo, de lo contrario nunca llegaremos a ninguna parte.

Bueno. ¿Entonces estás considerando la extracción de recursos como una forma de financiar cosas más exóticas?

Exactamente. Seguramente habrá materiales de alto margen que podamos vender. En lo que respecta a los metales, si nuestros cálculos y modelos son correctos, tendremos un margen muy alto en ese frente, simplemente porque podemos extraer algunos de estos metales a un costo increíblemente bajo.

A modo de ejemplo, imaginemos lo que podríamos hacer si el titanio fuera tan barato como el acero. El tipo de cosas que son posibles desde una perspectiva de ingeniería son bastante increíbles, no sólo en el sector automotor... Se podrían construir edificios con titanio.

Lo mismo ocurre con el litio, que se encuentra en el agua de mar y en ciertas salmueras subterráneas. Con el titanio, ¿dónde existe de forma natural?

Hay algunas formas que adopta en la naturaleza. Hay algunas formas que son solubles en agua, generalmente las sales de titanio, y luego hay algunas formas de titanio que no son solubles en agua: los hidróxidos. Hay mantos freáticos que contienen sales de titanio, en cantidades sustanciales. Simplemente tienen una concentración demasiado baja para que cualquier otra persona pueda acceder a ellos.

Es similar al litio, todos y su madre están tratando de extraer litio del Mar Salton. Y lo están haciendo en parte porque la concentración de litio en el Mar de Salton es una de las más altas de Estados Unidos, ya sabes, 500, 600, 700 partes por millón.

Pero sospechamos firmemente que la gran mayoría del litio del mundo se encuentra en realidad en concentraciones más bajas, de 100 a 250 partes por millón. En realidad, el agua de mar es mucho menor, no abordaremos el agua de mar. Incluso si puedo extraer esas 50 partes por millón de litio en lugar de 500 partes por millón, tengo que bombear 10 veces la cantidad de agua para extraer ese litio. Entonces, en algún momento, está bien, eso es demasiado bombeo.

Pero hay bastantes acuíferos. Y no sólo hay acuíferos: también hay agua producida, que hoy es un producto de desecho de la producción de petróleo en los Estados Unidos. Y hay enormes campos de torres de perforación de petróleo en todo Estados Unidos, donde ya no funcionan ni producen petróleo porque tocaron el nivel freático. Bueno, esa agua tiene metales. Así que podemos imaginarnos, en algunos casos, convirtiendo campos de petróleo gastado en campos de litio.

¿Comparten ustedes un costo estimado al que podrían recuperar el litio?

Sí. Entonces, en la versión actual del sistema que estamos diseñando, seríamos competitivos en costos con las personas que intentan extraer litio a 500 partes por millón, pero a 100 partes por millón. Y si estuviéramos operando con una salmuera de 500 partes por millón como fuente, seríamos entre un 60 y un 70 % más baratos que cualquier otra persona.

Entonces, en términos de cifras rápidas, hasta donde sabemos, la mayoría de las personas que afirman poder extraer litio del Mar de Salton ganan alrededor de 4.500 dólares por tonelada. Para nosotros, al menos en el sistema que estamos diseñando, probablemente estaríamos a un poco menos de $2,000 por tonelada. Mejoraremos dramáticamente, acercándonos a $1,000 por tonelada con el tiempo. Y trabajando con concentraciones más bajas, digamos de 100 partes por millón, a las que nadie más puede acceder económicamente hoy en día, estamos en alrededor de 4.000 dólares por tonelada.

Bien, entonces no tendrías que competir con nadie más por las ubicaciones.

Precisamente por eso nos resulta emocionante. Estos sitios no son útiles para nadie más. Y la gran mayoría del litio está ahí.

Muy genial. Entonces ustedes acaban de hacer un aumento.

Sí. 49 millones de dólares.

¿Cuál es su nivel total de financiación en este momento?

Justo al norte de los 60 millones de dólares.

Bien, ¿y eso te lleva al punto en el que deberías producir tu propio litio?

Básicamente, el propósito de esta serie A es implementar nuestros sistemas piloto en el campo. Y realmente se trata de validar. Oye, encontramos algo interesante en el laboratorio, ahora para demostrar que realmente funciona mediante un yacimiento petrolífero, o mediante una muestra de salmuera, o que podemos fabricar estos materiales a escala, y luego firmar los contratos de suministro y luego vamos a subir nuestra serie B.

Mmm. Entonces, la parte de fabricación en masa, ¿cuáles son los desafíos allí?

Son diferentes para ambas áreas. Entonces, en lo que respecta a los materiales, la fabricación es relativamente sencilla para estos materiales, lo cual es fantástico. Me alegro que haya funcionado de esa manera. En realidad, lo que supone todo un desafío es más bien la formulación y el desarrollo del producto final. ¿Cómo lo mezclas? ¿Cómo se derrite todo ese tipo de cosas? Estamos tratando con una nueva clase de polímero con la que realmente no se ha trabajado antes. Entonces creo que ahí es donde estará el desafío.

Y ocurre lo contrario con el producto de litio. Entonces sabemos qué hacer con el litio. Una vez que lo tenemos, sabemos cómo venderlo, sabemos cómo convertirlo a grado de batería. Es un proceso bien establecido, pero nadie ha podido extraerlo de estas concentraciones más bajas.

Por eso estamos muy centrados en reducir los riesgos del litio lo más rápido posible. Así que comience a construir sistemas cada vez más grandes. Estamos obteniendo muestras de salmueras de todo Estados Unidos y, de hecho, de todo el mundo, y probando nuestro sistema en esas salmueras. Y en lo que respecta a los materiales, estamos mucho más centrados en cómo asegurarnos de que el producto tenga exactamente el efecto operativo, que esté formulado correctamente y sea estable durante un largo período de tiempo, todo ese tipo de cosas.

Entonces, después de recolectar una cierta cantidad de litio, ¿simplemente repones las enzimas?

Si, exacto.

¿Cómo se recupera el litio?

Hay algunas formas diferentes de hacerlo. La forma más fácil, que en realidad se acerca a lo que hacen todos los demás, es dejar correr agua a través de él. Entonces, desde el principio, básicamente tomas tu filtro que está lleno de nanoproteínas, pasas salmuera a través de él y, a medida que pasa, el litio queda atrapado en esa red de pesca de todas estas pequeñas máquinas. Después de quizás una hora, se satura. Entonces cierras la salmuera.

Y una de las cosas interesantes de estas pequeñas nanoproteínas es que podríamos diseñarlas para que se unan al litio en una condición, pero luego liberen el litio cuando vean un líquido diferente. El sistema que probablemente implementaremos a escala no utilizará agua para eliminar el litio, pero depende de la ubicación. Si hay mucha agua disponible, podríamos usarla.

Pero probablemente usaremos un solvente completamente diferente. No puedo... Aún no hemos presentado la patente, pero básicamente puedes imaginar que en presencia de este solvente, están programados para liberarse como un resorte y simplemente disparar el litio y simplemente flotar. . Y luego pones el litio en la parte trasera, lo concentras y luego tienes litio apto para batería.

Entonces, no se trata solo de que puedas acceder a una concentración de litio más baja que la que cualquier otra persona puede tener. Tampoco es necesario pretratar el flujo de litio, que es lo que tienen que hacer muchas otras empresas. Y en muchas versiones de nuestro sistema, se accede directamente a la batería de litio en la parte posterior, lo cual no tiene precedentes. Hoy en día, se extrae litio y luego se envía a otro lugar para refinarlo hasta convertirlo en batería. Nuestro proceso, si funciona, creemos que solo producirá litio apto para batería que se puede enviar directamente a un fabricante de baterías.

Eso es bastante salvaje.

Y en realidad se debe a que estas pequeñas proteínas no se unen a nada más que al litio. Así que no es necesario refinarlo. Es simplemente una especie de litio puro que sale por la parte trasera.

Entonces, para el caso de un pozo de petróleo en desuso, ¿está hablando de una unidad del tamaño de un contenedor de envío?

Bueno, depende de cuánto volumen estés procesando. Creo que el sistema de demostración comercial en el que estamos pensando probablemente tenga el tamaño de unos cinco contenedores de envío. Y, de hecho, cuando digo contenedores de envío, no es solo como una unidad de medida. De hecho, estamos pensando en implementarlo en contenedores de envío.

Cuando piensas en la complejidad de construir cualquier tipo de fábrica, en el momento en que tienes que verter concreto y construir un sistema personalizado, el costo y el tiempo se disparan. Pero si podemos construir un sistema semimodular que sea solo, ya sabes, cinco contenedores de envío que sean como Lego, para que puedas apilarlos en diferentes configuraciones. No sólo será más barato para nosotros, sino que creo que podremos escalar mucho más rápido.

Hmm, sí, puedes centralizar la fabricación de esos contenedores y despedirlos.

Exactamente, se construye una fábrica gigante que simplemente fabrica estas cosas y produce contenedores de envío y luego se instala en todo el país.

Muy genial. En términos de seguridad de estas cosas, ya sabes, el escenario de los nanobots "pegajosos grises", te estás dirigiendo hacia ese tipo de cosas.

Lo bueno de las máquinas hasta ahora es que son compostables. En realidad, es una especie de problema para nosotros: a las bacterias les encanta comérselos.

Bueno. Así que no hay problema en esta etapa. Pero supongo que estás buscando llegar a la etapa en la que si algunas de estas cosas escaparan, podrían comenzar a comer cosas que se suponía que no debían comer. ¿Tiene protocolos al respecto? ¿O es demasiado pronto para preocuparse?

Es un poco pronto ahora. Pero tenemos esto en cuenta cuando diseñamos nuestras máquinas. Y tratamos de asegurarnos de que siempre haya un mecanismo de seguridad. Estas máquinas están diseñadas para funcionar en un conjunto muy limitado de condiciones y están diseñadas para que no funcionen fuera de esas condiciones. Entonces, por ejemplo, tomamos nuestra máquina aglutinante de litio y la esparcimos sobre un campo de maíz. No sólo las bacterias se lo comerán muy rápidamente, sino que además no funcionará. El maizal no tiene el pH adecuado, no tiene la temperatura adecuada.

Así que intentamos intencionalmente ajustar las máquinas para que sí, sea una ventana muy estrecha en la que funcionen, y simplemente se rompan cuando salen de esa ventana. Esto se debe en parte a razones de seguridad, pero, sinceramente, también se debe en parte a que nos protege de que alguien intente descubrir cómo funcionan nuestras máquinas. Si intentas abrir la máquina y sacar un poco, todos estarán rotos cuando entres al laboratorio.

Muy bueno, esto es algo realmente genial. Muy por ahí. El potencial aquí, obviamente, es casi ilimitado. Así que todo lo mejor. ¡Suerte con ello!

Gracias, ha sido una conversación excelente.

Muchas gracias a Pavle Jeremic, así como a John Vollmer y Andrea Ambriz-Alvarez de VSC, por su ayuda con este artículo.

Fuente: Éter