随着各国开始重视稀土矿藏的取得，科学家指出，这些备受觊觎的原材料其实近在眼前——甚至完全不需要传统采矿就可获得。

在奥地利一间实验室里，两位科学家正观察一种真菌的生长。发育中的真菌会形成庞大的微观网络，称为菌丝体（mycelia），钻入四周的缝隙，搜寻、蔓延并摄取养分。真菌透过数以百万计、类似根系的纤细菌丝汲取营养，某些真菌也会吸收其他物质——那些人类想要的东西。

维也纳大学（University of Vienna）的这个实验室里，这株实验用真菌被放在培养皿和透明塑胶袋中，生长于特制黏土之上，黏土刻意掺入了稀土元素。这些抢手的元素被广泛用于电池、磁体、可再生能源设备和各类科技产品。研究人员想知道真菌能否替他们“萃取”出稀土。“或许我们真的能把资源回收。”该校高分子与复合材料工程研究组负责人亚历山大·毕斯马克（Alexander Bismarck）说。

所谓稀土，是指17种性质彼此相近的金属元素，如镝、钇、钪等。尽管称为“稀土”，它们其实并不稀少，而是几乎遍布地表各处。真正的挑战在于，多数地点的浓度都很低，难以大量提取。

随着稀土用途日益广泛，全球关注度不断攀升。美国总统川普表示，美国将斥资120亿美元建立稀土“战略储备”，并积极寻求取得乌克兰和格陵兰的稀土矿藏。目前，中国在稀土产业中居于主导地位，约70%的稀土开采与90%的加工都在中国境内完成。

世界各地的研究团队正在寻找取得这些元素的新途径——从利用真菌的力量，到从庞大的工业废弃物堆中分离稀土的技术。所有发达经济体都在不同程度上需要稀土，包括美国在内的许多国家，或许可以在本土从废弃物中回收更多所需稀土，藉此减少甚至免除在国际间为争夺稀土而角力。

毕斯马克表示，维也纳大学实验室内的真菌需要数周才能长成。他和同事、材料科学家米契尔·琼斯（Mitchell Jones）展望未来能在更大规模上运用真菌，例如从遭工业污染的土地中回收稀土。“我们真的可以在相当大的区域进行，而且可用现有农机设备轻松收集这些生物质，”琼斯也坦承这条路还很漫长，“说到底，现在仍有些想象的成分。”



在野外，像牛肝菌这类真菌物种能自然收集稀土元素。

本质上，这是一场对真菌的“再赋能”。真菌在生态系中扮演重要角色，但也可能引发疾病，或在实验室里污染容器和样本。不过，让真菌替人类工作可能是个好主意：它们生命力强、能在黑暗中存活，且生长速度远快于大多数植物，因此特别适合用来清理工业污染场址——这称为生物修复（bioremediation）。而在这个案例中，修复同时伴随有用矿物的回收。毕斯马克和琼斯把此构想称为“真菌采矿（mycomining）”，并于2024年发表论文阐述。

采集之后，真菌可以被加工成沼气作燃料燃烧，并再从生成的灰烬中分离稀土。毕斯马克和琼斯强调，这种回收稀土的方式也许顶多是补充性手段。举例而言，在溶解的电子废弃物（旧电脑与其他设备）中，铈的浓度可能高达5.5万亿分之一（ppb）；但在真菌体内，铈的浓度可能仅约 350ppb。此外，大规模栽培真菌可能带来环境风险。“你是否会改变当地的自然微生物群落？这样又可不可以？”琼斯说。

不只他们在研究真菌。亚利桑那大学的奥娜·斯诺延博斯—韦斯特（Oona Snoeyenbos-West）表示，她计划创办一家新创公司，探索利用真菌进行生物修复与关键矿物（特别是稀土和铜）的生物回收。她说，真菌可从工业区及受污染地区取得，这些真菌或已在基因方面适应了吸收相对较高浓度的稀土。



在实验室中，曲霉属（Aspergillus）的真菌被用作“真菌采矿（mycomining）”稀土的模型系统之一。

威斯康星大学麦迪逊分校（University of Wisconsin–Madison）环境研究副教授、《稀土前线》（Rare Earth Frontiers）的作者朱莉·克林格（Julie Klinger）认为，这些新路径值得尝试：“想办法在不挖坑的情况下取得所需材料，我认为这正是我们的方向。”她提到一项2025年的研究指出，美国工业所需的大量关键矿物（包含稀土）其实已散落在美国各地的废弃物堆中。“若我们以全新角度看待废弃物，关于稀缺与丰裕的图像会截然不同。”

约15年前，法国公司罗地亚（Rhodia）宣布，已开发出从报废萤光灯管中萃取稀土的流程。之后罗地亚被索尔维（Solvay）收购。索尔维的发言人表示，随着LED照明普及，丢弃的萤光灯管大幅减少，公司如今已不再以该方式回收稀土。

但可利用的废料依然很多。采矿后的尾矿可能是稀土的“热点”，例如美国加州的山口关（Mountain Pass）稀土矿尾矿。克林格建议，可直接再加工尾矿，以取得其中残留的稀土。

“我认为我们所需的一切稀土，都在废弃物里。”得州莱斯大学（Rice University）化学、电脑科学与材料科学纳米工程教授詹姆斯·图尔（James Tour）说。他和同事开发出一种流程，可从多种来源（包括废弃磁体）回收稀土。

该方法名为瞬间焦耳加热（flash joule heating）：透过电流让材料在极短时间内升至高温；材料的电阻产生焦耳热，使其温度达数百甚至数千摄氏度。

被加热材料中的目标元素会与含氯化合物键结。“我们让它黏上氯，接着它会以气相形式挥发出来，我们再把它捕捉。”将该技术授权进行产业应用的Metallium公司执行长麦可·沃尔许（Michael Walshe）说。

图尔补充：“我认为这能适用于所有稀土磁体。我们已在几种最常见的型号上测过，都有效。”



作为传统采矿来源的稀土矿石，在处理过程中需要耗费大量能源与资源。

这套瞬间焦耳加热技术也能应用于含稀土的燃煤灰（coal ash）与铝土矿赤泥（bauxite residue／red mud）。与传统自矿石提取稀土的流程相比，它所需的能源少多了，而且设备可携带、可机动部署，“我们能把设备组装在滑橇底座上，直接装上卡车。”图尔说。不过，要把化学性质极为相近的稀土彼此分离，仍是“最难的部分”。

得州大学奥斯汀分校（University of Texas at Austin）经济地理局的水文地质学家布丽姬·斯坎隆（Bridget Scanlon）指出，美国境内累积了数以百万吨计含稀土的煤灰与赤泥。“燃烧煤炭的过程会浓缩稀土，因为稀土被残留在灰里。”她和同事在2023年发表研究，估算仅美国的煤灰堆中所含稀土的价值就达84亿美元。

她同时表示，美国约有3000万吨赤泥，其中稀土浓度约为天然地壳的10-20倍。斯坎隆的学校正与ElementUSA合作，开发从包括赤泥在内的废料中提取稀土的方法。该公司执行长艾利斯·沙利文（Ellis Sullivan）表示，具体流程属于商业机密，但会使用酸浸和溶剂萃取，以不同溶剂分相分离物质。



传统的稀土采矿过程往往会产生污染。

ElementUSA计划尽可能回收镓（gallium）和钐（scandium）。以钐为例，它可用于降低飞机质量的金属合金，潜在减重可达15%或以上，从而减少燃料消耗与航空排放。沙利文表示，原型工厂预计2028年开始运转，全规模工厂则将在2029年底或2030年初跟进。

克林格认为上述方法都前景可期。但她也强调：之所以会有如此多稀土“躺”在废料中，正是因为至今从废料中回收的成本或技术门槛较高，往往不如传统采矿划算。尽管稀土用途广泛，其价格其实不如某些金属那般高昂。“真正棘手的是，稀土的价格定位和白金、黄金等金属本质不同。”她说。

这也解释了为什么各个计划都在思考，是否能同时回收其它材料来提高经济性。例如：煤灰中的碳可用于制作滤水器。沙利文表示，除了镓与钐之外，ElementUSA也打算从赤泥中回收铁，另一方面，透过真菌回收稀土所产生的沼气也具有燃料价值。

一旦其中任何一条路径被证明经济可行，收获将非常可观。不仅各国或可在国内取得更多稀土、降低进口依赖，还可能同步整治受污染环境。

传统上，巨量的煤灰、尾矿与赤泥难以处理且成本高昂。但若新流程能在回收稀土的同时完成环境修复，产业界和环保人士或许就不再为“如何处置废料”而对立了，反而能形成一种“共生”。克林格补充道：就像把真菌从威胁变成了盟友。