10/26/2016 11:26

Lebende Nanobots von der Navy

Category: Wissen

Geobacter-Bakterien nehmen über Biofäden Kontakt zu Metallelektroden auf (Bild: ONR)

Wissenschaftler haben durch Gentechnik Geobacter-Bakterien, wie sie im Erdboden vorkommen, so modifiziert, dass sie „lebende Stromleitungen“ bilden, die tausendfach dünner sind als ein menschliches Haar. Gesponsert wurde das Projekt vom Office of Naval Research (ONR) der US-Navy. Wie der federführende Wissenschaftler, Dr. Derek Lovley von der University of Massachusetts-Amherst mitteilte, können die Bakterien ihre elektrischen Leitungsdrähte unter Verwendung erneuerbarer Energien herstellen wie z. B. Sonnenlicht, CO2 und Pflanzenabfälle. Es fallen dabei keine giftigen Abfallstoffe an, wie es bei der Herstellung herkömmlicher Nanomaterialien der Fall ist. „Dies kann zu neuen elektronischen Materialien führen, um der zunehmenden Nachfrage nach immer kleineren, leistungsfähigeren Computern gerecht zu werden.“, sagte Dr. Linda Chrisey, Programmoffizier des Warfighter Performance Department des ONR. „Wenn man in der Lage ist, extrem dünne Drähte herzustellen aus widerstandsfähigen Materialien, so führt dies zu enormen potenziellen Anwendungen für Komponenten elektronischer Geräte, etwa Sensoren, Transistoren oder Kondensatoren.“

Geobacter bildet natürlicherweise mikroskopisch kleine haarähnliche Proteinfäden, die aus den Organismen herausragen und eine Verbindung zu Eisenoxyd im Erdboden suchen, wodurch das Wachstum der Bakterien gefördert wird. Dadurch erzeugt Geobacter genug elektrische Energie, um sein Überleben zu sichern. Zu wenig für technische Anwendungen, aber noch messbar.

Lovleys Team hat im Erbgut der Bakterien zwei Aminosäuren durch Tryptophan ersetzt, eine weitere natürliche Aminosäure, die hervorragend zum Transport von Elektronen auf der Nanoskala geeignet ist. Der Erfolg der Genmanipulation war überwältigend. Die elektrische Leitfähigkeit der Nanofäden stieg um das 2000fache. Lovley und Chrisey betonten, derartige Nanotechnologien könnten Eingang finden in medizinische Sensoren zur Überwachung von Herzrate oder Nierenfunktion.

Doch das ONR würde eine solche Forschung nicht finanzieren ohne potenzielle militärische Anwendungen. Mit Hilfe solcher Nanotechnologie könnte man in entlegenen Kriegsgebieten andere Mikroben zur Produktion von Butanol stimulieren, einem alternativen Treibstoff. Weiterhin könnten sie zur Energieversorgung von Mikroben dienen, die als Sensoren für giftige Chemikalien oder Sprengstoffe fungieren. Über einen Silikonchip würden die Nanofäden die Daten an herkömmliche Computer weiterleiten. Die Forschung ist Teil eines größeren Projekts des ONR über „synthetische Biologie“ für noch effektivere Kriegführung.

Quelle: Matrix3000 Band 96

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