Wissen: Miniflitzer mit Antrieb

Auch wenn ihre Schwimmbewegungen eher an planloses Wuseln erinnern, können sich Bakterien bei Nährstoffquellen ansammeln und Giftstoffquellen meiden. Chemikern ist es gelungen, dieses als Chemotaxis bezeichnete Verhalten nachzuahmen. Bakteriengroße Metallstäbchen aus Gold und Platin steuern in einer Lösung von Wasserstoffperoxid die Bereiche höchster Konzentration an.

Grund für das Phänomen sind chemische Reaktionen, die an den Enden der Stäbchen ablaufen, berichten die Forscher um Ayusman Sen von der Pennsylvania State University. Denkbar sei der Einsatz in Sensoren und als Antrieb von molekularen Maschinen und Wirkstofffrachtern. Das Team studierte zwei tausendstel Millimeter lange Stäbchen, deren eine Hälfte aus Gold bestand, die andere aus Platin. In einer Wasserstoffperoxidlösung bewegen sich diese Stäbchen mit dem Platinende voran. Grund sind die chemischen Reaktionen, die die beiden Metalle in der Lösung katalysieren: Am Platinende entsteht Sauerstoff, am Goldende Wasser. Möglicherweise sinkt dadurch die Oberflächenspannung am Platinende, so dass die Stäbchen in diese Richtung gepresst werden.

In einer gleichförmigen Lösung schwimmen die Stäbchen wirr umher. Mehr Richtungssinn legen sie in Wasser an den Tag, in das Wasserstoffperoxid aus einem Schwämmchen strömt. Zwar wechseln die Stäbchen noch immer die Richtung, berichten die Forscher im Fachblatt „Physical Review Letters“. Allerdings sind sie nun umso schneller unterwegs, je näher sie dem Schwämmchen kommen und je höher damit die Konzentration ihres Treibstoffs ist. Als Folge sammeln die Stäbchen am Rand des Schwämmchens an. JKM