Bakterien-Protein produziert Nano-Magnete

Wissenschaftlern der University of Leeds ist es gelungen, ein Bakterien-Protein zur Herstellung von Nano-Magneten einzusetzen. Dies könnte in Zukunft die Herstellung noch kleinerer Elektronikgeräte und anderer Bestandteile ermöglichen. Unmittelbar in Aussicht ist die Verwendung des Verfahrens zur Produktion schnellerer und größerer Festplatten. Sarah Staniland, die leitende Forscherin des Projekts, sieht gegenüber pressetext ein breites Spektrum möglicher Anwendungen.

Metallfresser macht Eisen zu Magnetit

„Elektronik muss immer kleiner und leistungsfähiger werden“, erklärt die Expertin vom Institut für Physik und Astronomie. „Die Natur ist großartig, wenn es um den Nano-Bereich geht. Dort finden wir winzige, kraftvolle Maschinen, wie jene in unserem eigenen Körper, die wir als Vorbild verwenden können.“

Ein Zugang, den man auch für die Arbeit mit dem Bakterium „Magnetospirillum magneticum“ gewählt hat. Dieses wohnt vornehmlich in Seen und Teichen und ernährt sich von Eisen, das es in seinem Körper zu kleinen Magnetit-Fragmenten verarbeitet. Dabei richten sie sich wie ein Kompass nach dem Erdmagnetfeld aus. Magnetit ist das am stärksten magnetische, kristalline Material auf der Erde.

Magnete wachsen auf Gold-Inseln

Die Wissenschaftler haben das für diesen Prozess zuständige Protein extrahiert und auf eine schachbrettförmige Oberfläche auf Gold aufgetragen. Diese wird schließlich in eine eisenhaltige Lösung gelegt. Bei einer Erwärmung auf 80 Grad entstehen auf den vergoldeten Flächen winzige, würfelförmige Magnetit-Gebilde.

Im nächsten Schritt plant das Team von Staniland, die Schachbrettanordnung soweit zu verkleinern, dass letztlich damit einzelne Nano-Magnete produziert werden können. Diese könnten sich in fernerer Zukunft auf die Oberfläche konventioneller Festplatten auftragen lassen und die Speicherdichte dramatisch erhöhen.

Forschung steht noch am Anfang

„Der Prozess ist derzeit aber noch nicht energie- oder kosteneffizient, denn wir befinden uns noch in einer sehr frühen Phase der Forschung“, gibt die Physikerin im pressetext-Interview zu Protokoll. Nach einer ersten, groben Schätzung könnte die Arbeit an der Universität in Leeds vielleicht in zehn bis 20 Jahren Eingang in die Massenfertigung finden.

Das Potenzial ist laut Staniland enorm. „Dieses Verfahren könnte auch im Bau winziger, medizinischer Geräte behilflich werden, aber auch im Rahmen der Herstellung ganz anderer Elektronik. Unsere Möglichkeiten hängen alleine davon ab, wie wie gut wir die Natur nutzen und solche Proteine manipulieren können“, meint die Forscherin abschließend.