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Windstrom auf Bakterien

30.07.2016

Der Doktorand Tyler Shendruk und Kollegen an der Universität Oxford haben ein virtuelles Modell einer Miniatur-"Windmühle" erstellt, die anstelle von Windenergie einen Strom sich bewegender E. coli-Bakterien nutzt.

Am Computer simulierten die Wissenschaftler das Schwimmen von Bakterien in einem flüssigen Nährmedium (Agar). Danach wurde ein auf einer Achse rotierender Scheibenrotor quasi in die Mitte dieser Flüssigkeit „platziert“. Da sich die Bakterien zufällig bewegen, bewegte sich auch die Scheibe zufällig, drehte sich in die eine Richtung und dann in die andere.

Wenn jedoch bereits mehrere Scheiben in die gleiche Flüssigkeit gelegt wurden, die in regelmäßigen Abständen voneinander in Reihen angeordnet waren (nur für den Fall, erinnern wir uns noch einmal daran, dass dies alles im Rahmen eines Computermodells geschah), änderte sich plötzlich die Art ihrer Rotation wurde stabil geordnet. Jeder Rotor drehte sich nämlich ständig in die gleiche Richtung – im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn – und die Drehrichtungen benachbarter Scheiben waren immer entgegengesetzt.

Shendruk und Kollegen erklärten dies damit, dass die Bakterien mit den Scheiben ein selbstorganisierendes System bildeten. Jeder Rotor wurde zum Zentrum eines ihn von allen Seiten umströmenden Bakterienstroms, der sich immer in eine Richtung bewegt (also das Gegenteil der Rotation benachbarter Scheiben). Wir können sagen, dass es für Escherichia coli keinen anderen Ausweg gab, weil sonst ihre Bewegung ganz zum Erliegen gekommen wäre.

Ähnliche Prozesse der Zellselbstorganisation, schreibt Shendruk in seinem Artikel, seien häufig in vielzelligen lebenden Organismen zu beobachten – insbesondere in wachsendem Gewebe, wenn sich eine Masse von Zellen organisiert an denselben Ort bewegt. „Das ist eine spontane, aber gut koordinierte Aktion“, stellt der Wissenschaftler fest.

Generell liegt die Bedeutung dieser Arbeit nicht nur in der Schaffung eines spektakulären Modells, das eines der wichtigsten biologischen Prinzipien demonstriert. Natürlich ist es kaum möglich, auf diese Weise Energie zu erzeugen, aber die gewonnenen Ergebnisse können Ingenieuren auch dabei helfen, Mechanismen zu entwickeln, die lebende Zellen einbeziehen. Solche Mechanismen werden bereits entwickelt: Das ist zum Beispiel ein rochenähnlicher Roboter, der von Herzmuskelzellen in Bewegung gesetzt wird.

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Wenn der Besitzer des iEV Z einen Beifahrer in den Fahrgastraum setzen muss, klappen die Antriebe des Elektrofahrzeugs den zweiten Sitz hinter dem Fahrersitz aus und verlängern die Karosserie um bis zu 235 cm – neben dem Beifahrer auch Gepäck in den Fahrgastraum geladen werden, wodurch sich die Länge des Autos auf 275 cm erhöht.

Von einem solchen Elektroauto sollten Sie keine fortschrittlichen technischen Eigenschaften erwarten: Es gibt nur einen Motor mit einer Leistung von 1 kW (1,36 PS), der das Auto auf 45 km / h beschleunigt, und eine Batterie mit einer Kapazität von 3,3 kWh stellt einen zur Verfügung Reichweite von 100 km und vollständig aufgeladen in 3 Stunden. Als zusätzliche Stromquelle dienen Solarpanels auf dem Dach. Wenn die örtlichen Gesetze dies zulassen, sagt der Autohersteller, kann dieses Elektroauto sogar auf Radwegen gefahren werden.

Der ultrakompakte iEV Z wird noch in diesem Jahr in den Handel kommen. Die ersten 50 Käufer können es für 5 Euro erwerben. Einige Zeit später wird eine Weiterentwicklung des Autos iEV Z+ erscheinen.

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