Dass die härchenähnlichen Anhängsel verschiedener Mikroorganismen zum Elektronentransport taugen, haben Wissenschaftler bereits mehrfach gezeigt. Ein Team um Mohamed El-Naggar von der University of Southern California in Los Angeles ließ nun Strom in solchen biologischen Nanodrähten fließen – über Distanzen von mehreren Mikrometern.

Die Wissenschaftler züchteten Kulturen des Bakteriums Shewanella oneidensis MR-1. Unter bestimmten Wachstumsbedingungen produzieren diese reichlich winzige Wimpern an ihren Körpern, die wie auch menschliches Haar hauptsächlich aus Proteinen bestehen. Die behaarten Mikroben setzten El-Naggar und seine Kollegen dann auf eine Oberfläche, die mit mikroskopisch kleinen Elektroden versehen war. Legte sich nun einer der biologischen Nanodrähte über zwei der Elektroden, schloss er einen Stromkreis, und es floss ein messbarer Strom. Bei einer angelegten Spannung von 100 Millivolt drangen bis zu einer Milliarde Elektronen pro Sekunde durch das Mikrobenhaar. Die elektrische Leitfähigkeit ähnele einem Halbleiter, berichtet das Team.

Der Elektronentransport dient den Bakterien vermutlich zur Kommunikation und dem Austausch von Energie innerhalb ihrer Kolonie; womöglich setzen die Organismen ihre leitenden Härchen auch für ihren Energiestoffwechsel ein, indem sie darüber Elektronen loswerden und auf diese Weise anaerob atmen. Eines Tages könnten bakterielle Nanodrähte aber vielleicht auch als winzige Leiterbahnen in nanometergroßen Schaltkreisen oder Brennstoffzellen zum Einsatz kommen. Bisher setzt man hier meist Kohlenstoffnanoröhrchen oder durch elektrochemische oder lithografische Verfahren hergestellte Nanodrähte aus Metall ein. Deren Produktion ist jedoch sehr aufwändig. (mp)