Nanotechnologie Stromleitende Bakterien taugen als Elektrobauteile

Aus Essig ganz einfach Elektronik machen - so beschreiben Forscher ihre Entdeckung, dass ein Biofilm aus Bakterien elektrischen Strom leiten kann wie ein Metall. Die Wissenschaftler hoffen, auf diese Weise günstige Bauteile für Sensoren oder Chips herstellen zu können.

Geobacter sulfurreducens unter dem Mikroskop: Bakterien-Biofilm leitet Strom
dapd/Anna Klimes/Ernie Carbone/UMass Amherst

Geobacter sulfurreducens unter dem Mikroskop: Bakterien-Biofilm leitet Strom


Amherst - Winzige stäbchenförmige Bakterien könnten zukünftig Elektronikbauteile für Sensoren oder Chips im Nanomaßstab liefern. Mikroben der Art "Geobacter sulfurreducens" produzieren Netze aus feinen Proteinfäden - und die leiten elektrischen Strom erstaunlich gut. "Diese mikrobiellen Nanodrähte bewegen Ladungen genauso effizient wie künstliche Nanostrukturen aus metallisch-organischen Verbindungen", berichtet ein internationales Forscherteam im Fachmagazin "Nature Nanotechnology". Das sei überraschend, da Proteine bisher als nichtleitend galten.

Die einzelnen Fäden der Biofilme sind einige Mikrometer lang, aber nur drei bis fünf Nanometer dick. Damit sind sie zehntausendfach dünner als ein menschliches Haar. Im Experiment leiteten Netze aus Proteinfäden den Strom über Strecken von mehreren Zentimetern. Dies entspricht weit mehr als der tausendfachen Länge der einzelnen Bakterien.

"Viel billiger kann es nicht werden"

Nach Ansicht der Forscher eröffnen solche einfach zu kultivierenden Biofilme ein neues Kapitel der Nanotechnologie. "Im Prinzip machen wir Elektronik aus Essig - viel billiger kann es nicht werden", sagt Mark Tuominen von der University of Massachusetts in Amherst. Zudem ließe sich die Leitfähigkeit der Bakterien-Fäden gezielt für bestimmte Anwendungen "maßschneidern". Eine Änderung der Temperatur oder der Genaktivität der Bakterien reiche aus, um die Übertragungseigenschaften der Biofilme anzupassen. Ein per Genmanipulation seiner Fäden beraubter Bakterienstamm erwies sich als nichtleitend.

"Wir können nun eine ganze Reihe von neuen, leitfähigen Nanomaterialien erforschen, die lebendig und ungiftig sind, natürlich vorkommen, und einfacher und günstiger herzustellen sind als menschengemachte", sagen die Forscher. Auch die Verknüpfung von technischen Komponenten mit biologischen Systemen sei mit den bakteriellen Biofilmen leichter möglich als bisher.

Die Bakterien würden mit Hilfe der Nanodrähte gewissermaßen atmen, sagt Nikhil Malvankar von der University of Massachusetts. Transportiert werde dabei allerdings kein Sauerstoff, sondern es seien Elektronen, die weitergeleitet werden. Wie leistungsfähig die Übertragung ist, hat das Team aus Mikrobiologen und Physikern jetzt im Experiment belegt.

Für ihre Versuche hatten die Forscher Biofilme aus vernetzten Bakterien zwischen zwei Elektroden gezüchtet. Der Strom war durch das Proteinnetz geflossen und hatte so die Lücke überwunden. Entgegen bisherigen Annahmen habe eine echte Leitung vergleichbar der in einem Metall stattgefunden. Ergänzt durch eine dritte Elektrode fungierte der Biofilm sogar als biologischer Transistor.

Diese Entdeckung könne die Nanotechnologie und Bioelektronik revolutionieren, meinen die Forscher.

wbr/dapd



insgesamt 19 Beiträge
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Seite 1
Lochblech.19 08.08.2011
1. sd
Super! Und wie sieht es mit der Entsorgung der genmanipulierten Essigplörre aus? Ach so, wir halten das hier auch wie mit der Atomwirtschaft, erst mal alles teuer subventioniert hochziehen und dann schaun wir mal. Deshalb ist diese Technologie erst brauchbar, wenn nicht nur eine kommerzielle Anwendung, sondern auch eine sichere Entsorgung vorhanden ist.
rohfleischesser 08.08.2011
2. .
Zitat von Lochblech.19Super! Und wie sieht es mit der Entsorgung der genmanipulierten Essigplörre aus? Ach so, wir halten das hier auch wie mit der Atomwirtschaft, erst mal alles teuer subventioniert hochziehen und dann schaun wir mal. Deshalb ist diese Technologie erst brauchbar, wenn nicht nur eine kommerzielle Anwendung, sondern auch eine sichere Entsorgung vorhanden ist.
was genau ist an der Entsorgung von organischem Material problematisch? Ich halte eher Zweifel am technischen Nutzen und auch an den Herstellungskosten für angebracht. Die gilt es zu entkräften.
merapi22 08.08.2011
3. Ewiges Leben - alles ist möglich!
Zitat von Lochblech.19Super! Und wie sieht es mit der Entsorgung der genmanipulierten Essigplörre aus? Ach so, wir halten das hier auch wie mit der Atomwirtschaft, erst mal alles teuer subventioniert hochziehen und dann schaun wir mal. Deshalb ist diese Technologie erst brauchbar, wenn nicht nur eine kommerzielle Anwendung, sondern auch eine sichere Entsorgung vorhanden ist.
Sehr gewagter Vergleich! Der Atommüll hat doch nichts vergleichbares, auch die giftigste Substanzen nicht - die Dioxine und diese Bakterienkulturen kann man wie alles Leben sehr hoch erhitzen und so abtöten! Aber was alles mit den lebenden Elektrobauteilen möglich wäre: Ersatzbauteile für menschliche Organe und Roboter die organisch aufgebaut sind und alles wie Menschen können. Den Mensch alle unangenehmen arbeiten abnehmen, googeln Sie bitte mal unter technologischer Singularität, es ist nicht alles negativ was NEU ist: http://www.facebook.com/pages/BGE-Roboter-konnen-alles-besser/177235832301157
wurstfachverkäuferin 08.08.2011
4. Panik!
Zitat von Lochblech.19Super! Und wie sieht es mit der Entsorgung der genmanipulierten Essigplörre aus? Ach so, wir halten das hier auch wie mit der Atomwirtschaft, erst mal alles teuer subventioniert hochziehen und dann schaun wir mal. Deshalb ist diese Technologie erst brauchbar, wenn nicht nur eine kommerzielle Anwendung, sondern auch eine sichere Entsorgung vorhanden ist.
Ich bin auch für eine genfreie Zukunft!
n.holgerson 08.08.2011
5.
Zitat von wurstfachverkäuferinIch bin auch für eine genfreie Zukunft!
Was sind sie? Eine Maschine? Weil u.a. Menschen ja Gene haben und wenn sie für eine "gefreie Zukunft" sind, was bedeutet dies im Hinblick auf Menschen, Tiere, Pflanzen...?
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