30.08.2006 · Japanische Forscher haben einen winzigen Motor entwickelt, der von beweglichen Bakterien angetrieben wird. Als Treibstoff dient Glukose.
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Drehmoment des Mikromotors ist noch unbefriedigend
Längst haben Techniker gelernt, sich wertvolle Anregungen in der Natur zu holen. Erfolgversprechend ist das nicht zuletzt bei der Konstruktion winziger Bauteile und Maschinen. Schließlich bietet die belebte Natur etliche Beispiele für molekulare Motoren, die nur Nanometer oder Mikrometer groß sind. Motorproteine wie Actin, Myosin und Dynein haben unter anderem die Eigenschaft, chemische Energie effizient in mechanische Arbeit umzuwandeln. Etliche Forschergruppen experimentieren mit Hybridsystemen, in denen solche Biomoleküle mit anorganischen Mikrostrukturen verbunden werden.
Ein anderer Ansatz bei der Konstruktion winziger Maschinen besteht darin, biologische Strukturen einer höheren Organisationsstufe zu nutzen. Japanische Forscher haben nach diesem Konzept jetzt einen Hybrid-Mikromotor entwickelt, der von Bakterien angetrieben wird. Als Treibstoff dient Glukose.
Drehmoment noch unbefriedigend
Bei der Suche nach bewegungsfreudigen Mikroben sind die Forscher um Taro Uyeda vom National Institute of Advanced Industrial Science and Technology in Tsukuba auf Mycoplasma mobile gestoßen. Die rund einen Mikrometer langen Bakterien sind ausdauernde „Sprinter“. Auf festem Untergrund legen sie kontinuierlich zwei bis fünf Mikrometer pro Sekunde zurück. Der Fortbewegung scheinen Ausstülpungen der Zelloberfläche, gewissermaßen kleine Beinchen, zu dienen.
Der anorganische Teil des Mikromotors besteht aus Siliziumdioxyd. In ein Plättchen aus diesem Material haben die Forscher, wie sie in den „Proceedings“ der amerikanischen Nationalen Akademie der Wissenschaften (Early Edition) berichten, einen kreisförmigen Kanal geätzt und mit einem Sialinsäure-Glykoprotein beschichtet. In dem Kanal bewegen sich die Mikroben bevorzugt in einer Richtung. Dabei treiben sie einen zahnradförmigen Rotor an, an dem sie verankert sind und der genau in den Kanal paßt. Der Durchmesser des Rotors beträgt zwanzig Mikrometer. Nun arbeiten die Forscher daran, das noch unbefriedigende Drehmoment des Mikromotors zu verbessern.
