Strom aus Viren

Im Fachmagazin „nature Nanotechnology“ präsentierten kalifornische Forscher einen winzigen Stromgenerator aus biologischen Bauteilen, der Kraft in Energie umwandelt.

Schon klar: Ein Kraftwerk stellt man sich anders vor. Klein wie eine Briefmarke ist der Virengenerator. Aber immerhin: Angetrieben durch einen Fingerdruck erzeugt er 300 Millivolt Spannung und sechs Nanoampere Strom – genug, um das Mini-Display einer Uhr mit Energie zu versorgen. Seine Leistung ließe sich noch steigern, wenn man mehrere Generatoren in Reihe zusammenkoppelte, berichten Byung Yang-Lee und seine Forscherkollegen von der University of California in Berkeley.

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Energie auf Fingerdruck

Die Wissenschaftler haben zwischen zwei Goldelektroden 20 extrem dünne Schichten aus Viren angeordnet: M13-Bakteriophagen, eine Gruppe aus stäbchenförmigen Viren. Die Stäbchen liegen in einem schwachen elektrischen Feld nebeneinander, jedes umgeben von spiralförmigen Eiweißstrukturen. Der Fingerdruck verformt sie elastisch: Die Stäbchen verdrehen sich, die Spiralen verändern ihre Lage. Damit ändern sich auch die elektrischen Ladungen in den Schichten.

So entsteht elektrische Spannung, es wird eine kleine Menge Energie erzeugt. Um diese sichtbar zu machen, schlossen die Forscher beim Vorführen ihrer Entdeckung den Virengenerator an ein kleines Display an: Auf Fingerdruck hin leuchtete es auf und zeigte die Ziffer 1.

Anwendungsmöglichkeiten

Bakteriophagen sind Viren, die Bakterien befallen. In Bakterien vermehrt sich der „Typ M13“ rasend schnell, millionenfach innerhalb weniger Stunden. Deshalb gehen die Wissenschaftler davon aus, die Viren leicht für größere Produktionsreihen züchten zu können. Das biologische Material werde jetzt schon eingesetzt, um künstliche Gewebe für die Medizin und bestimmtes Funktionsmaterial herzustellen, schreibt das Forscherteam.
Den Virengenerator will es optimieren und zu einem kleinen Stromlieferanten für mikroelektronische Bauteile weiterentwickeln.

Derzeit reichten Spannung und erzeugte Energiemenge noch nicht für den alltäglichen Gebrauch. Doch: Integriert in Schuhsohlen oder in „andere mechanisch beanspruchte Objekte“ – da denken die Wissenschaftler wohl an Fußböden – könnte der Virengenerator einmal genügend Strom liefern, um Mobiltelefone oder andere kleine Elektrogeräte zu betreiben.