Biolumineszenz gezielt aktiviert: Algen leuchten durch einfache Chemie länger
von belmedia Redaktion Allgemein Ausbildung & Studium Beruf Beschäftigung Bildung & Arbeit business24.ch businessaktuell.ch Energie Experten Forschung Gesundheit Hochschule Innovation Inspiration Medizin Nachhaltigkeit nachrichtenticker.ch Natur News Orte Pflanzen Projekte Technik Technologie Themen Tiere Tierwelt tierwelt.news Übersee
Forscher der University of Colorado Boulder wollen den „Schalter“ für das biologische Leuchten und den Nährstoff, der es in Betrieb hält, gefunden haben. Als Leuchtmittel nutzen sie bestimmte Algen, die sie mithilfe einfacher chemischer Lösungen zum Leuchten bringen.
Die Entdeckung ebnet den Weg für künftige Technologien wie autonome Roboter, die in dunklen Umgebungen operieren können, und lebende Sensoren zur Überwachung der Wasserqualität.
Vorbilder Tier- und Pflanzenwelt
„Dieses Projekt basiert auf einer visionären Idee. Ich war neugierig, ob wir eine Welt schaffen können, in der wir keinen Strom verwenden, sondern stattdessen Biologie nutzen, um Licht zu erzeugen“, unterstreicht Forschungsleiter Wil Srubar von der University of Colorado Boulder.
In der Natur erzeugt eine Vielzahl von Tieren, von Glühwürmchen über Seeteufel bis hin zu bestimmten Pilzen, ihr eigenes Licht – ein Phänomen, das als Biolumineszenz bekannt ist. In der Tiefsee können 90 Prozent der Lebewesen durch chemische Reaktionen in ihren Zellen leuchten und glitzern.
Das Forscherteam hat mit Pyrocystis lunula experimentiert. Diese Alge wird auch als „Glühwürmchen des Meeres“ bezeichnet. Sie leuchtet, wenn sie bewegt wird, etwa durch Wellen oder Menschen, die algenversetztes Wasser aus der Hand als Silberregen ins Meer zurückfliessen lassen. Doch das Leuchten hält nur kurz an.
Säure lässt Algen länger leuchten
Srubar und sein Team haben sich gefragt, ob sie es nicht mithilfe der Chemie verlängern könnten. Also setzten die Forscher die Algen einer sauren Lösung mit einem pH-Wert von vier aus, ähnlich dem von Tomatensaft, sowie einer basischen Lösung mit einem pH-Wert von zehn, vergleichbar mit milder Seife. Beides funktioniert, aber unterschiedlich gut.
Unter sauren Bedingungen leuchtete die Alge bis zu 25 Minuten lang sehr hell. Unter basischen Bedingungen war das Leuchten diffuser und von kürzerer Dauer. Um diese leuchtenden Algen in nutzbare Materialien zu verwandeln, betteten die Forscher sie in ein Hydrogel ein, einen hochporösen Kunststoff. Daraus schufen sie per 3D-Druck diverse Formen, von einem Halbmond bis hin zum Logo ihrer Universität.
Die Algen benötigen zum Leuchten Kohlenstoff, den sie dem Meer oder einer künstlichen Umgebung entziehen. Damit erhöhen sie die Aufnahmekapazität für CO2. Das entlastet das Klima. „Wir verbrauchen Kohlenstoff, während wir Licht erzeugen, während wir bei herkömmlichen Methoden Kohlenstoff ausstossen, um Räume zu beleuchten“, sagt Srubar abschliessend.
Quelle: pressetext.redaktion/Wolfgang Kempkens
Bildquelle: Symbolbild © 36106/Shutterstock.com