Winzige stäbchenförmige Bakterien könnten zukünftig günstige Elektronikbauteile für Sensoren oder Chips im Nanomaßstab liefern. Denn die Mikroben produzieren Netze aus feinen Proteinfäden, die den elektrischen Strom erstaunlich gut leiten. Im Geegnsatz zu bisherigen Annahmen entspricht die Leitfähigkeit dieser Biofilme der von Metallen, berichtet ein Forscherteam im Fachmagazin „Nature Nanotechnology“. Diese Entdeckung könne daher die Nanotechnologie und Bioelektronik revolutionieren.
Das Bakterium Geobacter sulfurreducens braucht zum Überleben keinen Sauerstoff. Stattdessen gewinnt die Mikrobe ihre Energie, indem sie Metalle oder radioaktiven Abfall chemisch umbaut. Sie gilt daher als vielversprechender Helfer bei der Umweltsanierung. Für die chemische Wechselwirkung mit der Umwelt nutzt das Bakterium seine Proteinfäden. Die einzelnen Fäden dieser Biofilme sind einige Mikrometer lang, aber nur 3 bis 5 Nanometer dick. Damit sind sie zehntausendfach dünner als ein menschliches Haar.
„Geobacter atmet mit seinen Nanodrähten ähnlich wie wir durch einen zehn Kilometer langen Schnorchel“, erklärt Nikhil Malvankar von der University of Massachusetts. Transportiert wird dabei allerdings kein Sauerstoff, sondern Elektronen. Wie leistungsfähig diese Übertragung ist, hat sein Team aus Mikrobiologen und Physikern nun im Experiment erstmals belegt.
Biofilm überbrückt Lücke zwischen Elektroden
In ihren Versuchen züchteten die Forscher Biofilme aus vernetzten Bakterien zwischen zwei Elektroden. Der Strom floss durch das mikrobielle Proteinnetz und überwand so die Lücke. Ergänzt durch eine dritte Elektrode fungierte der Biofilm sogar als biologischer Transistor. Ein per Genmanipulation seiner Fäden beraubter Bakterienstamm erwies sich dagegen als nicht-leitend.
