Elektrische Mikrobenhaare

Bakterien bauen Nanodrähte, über die sie kommunizieren und die zur Stromleitung in biologischen Brennstoffzellen genutzt werden können

Los Angeles (USA) - In winzigen Schaltkreisen der Zukunft oder in stromerzeugenden Brennstoffzellen könnten Bakterien für die notwendigen elektrischen Kontakte sorgen. Dazu züchtete eine amerikanische Forschergruppe spezielle Mikroben, die aus Proteinen elektrisch leitfähige Härchen bilden. Diese biologischen Nanodrähte, über die die Wissenschaftler in der Zeitschrift "Proceedings of the National Academy of Sciences" berichten, könnten den Werkzeugkasten der Nanoforscher erweitern. Bisher werden mikroskopisch kleine Nanoröhren aus Kohlenstoff oder filigrane Drähte aus Gold oder Kupfer als Nanoleiter in Chip-Prototypen und Nanomaschinen genutzt.

"Das ist die erste Messung eines Elektronentransports entlang biologischer Nanodrähte, die von Bakterien produziert wurden", sagt Mohamed El-Naggar von der University of Southern California in Los Angeles. Zusammen mit seinen Kollegen ließ er Bakterien der Art Shewanella oneidensis MR-1 in einer Nährlösung heranwachsen. Dabei bauten die Mikroorganismen aus Proteinen filigrane Nanodrähte mit einigen Mikrometern Länge. Diese Drähte stellten elektrische Kontakte zwischen Elektroden her und transportierten bis zu neun Milliarden Elektronen pro Sekunde.

In punkto Leitfähigkeit können die Mikrobenhaare zwar nicht mit Metallen oder Kohlenstoff-Röhrchen konkurrieren. Doch dafür brauchen sie nicht aufwendig in winzige Schaltkreise eingebaut werden, sondern wachsen selbstständig an den gewünschten Orten. Die Menge der transportierten Elektronen soll ausreichen, um Schaltsignale und elektrische Ströme beispielsweise in biologischen Brennstoffzellen zu leiten. Noch befinden sich die Mikrobenhaare allerdings in einem sehr frühen Entwicklungsstadium.