Beeld het je eens in: piepkleine draden gemaakt door bacteriën. Ze geleiden de elektriciteit in je smartphone, tv en laptop. En heb je het toestel niet meer nodig? Dan gaat het gewoon op de composthoop. Het klinkt knotsgek, maar het zou zomaar eens de toekomst kunnen zijn …
Enkele jaren geleden ontdekten wetenschappers voor het eerst kabelbacteriën in de zeebodem. Dat zijn bacteriën van wel 10.000 cellen aan elkaar. Centimeters lang, maar honderd keer dunner dan de haren op je hoofd.
Op de plekken waar die kabelbacteriën gevonden werden, liepen telkens elektrische stromen door de zeebodem. Onderzoekers vermoedden daarom dat kabelbacteriën elektrische stroom kunnen geleiden, net zoals koperdraad. Maar dat bewijzen? Dat bleek moeilijk: kabelbacteriën sterven zodra ze blootgesteld worden aan lucht.
Het onderzoek van professor Meysman van de Universiteit Antwerpen zorgde voor een doorbraak. Zijn team ontwikkelde een piepkleine voltmeter, een meetinstrument om elektrische spanning te meten. Ze klemden de meter vast aan een lange kabelbacterie en konden zo elektrische stroom meten over een afstand van iets meer dan één centimeter. Het allereerste bewijs ooit dat kabelbacteriën elektriciteit kunnen geleiden!
Maar de resultaten van de meting, die waren pas echt verbluffend. De kabelbacteriën bleken eiwitdraden te bevatten die extreem geleidend zijn. Zelfs beter dan de materialen waarmee computerchips gemaakt worden! Dat is heel opvallend, want biologische materialen zijn doorgaans zeer slechte geleiders.
Kabelbacteriën in de zeebodem hebben dus een speciaal en uniek vezelmateriaal ontwikkeld, waardoor je sterke elektrische signalen kan sturen. Ondertussen kent het onderzoeksteam de soort structuur van de moleculen die voor die geleiding zorgt. En dat is cruciaal om die supervezels te kunnen gebruiken in nieuwe materialen en technologieën.
Nu heb je veel energie en zeldzame metalen nodig om een smartphone te produceren. En vaak komen die gsm’s al na enkele jaren op de afvalberg terecht. Tweemaal slecht voor het milieu, dus. Maar stel dat we de supervezels van kabelbacteriën zouden kunnen gebruiken als geleiders in onze smartphones … Die vezels zijn biologisch afbreekbaar én je hebt geen fossiele brandstoffen nodig om ze te produceren.
Den Bee, student aan UAntwerpen legt het eenvoudig uit.
Het Europese PRiNGLE-project financiert het kabelbacterie-onderzoek zodat verschillende wetenschappelijke disciplines (biologie, chemie, geologie, fysica, elektronica, ingenieurswetenschappen …) de bacteriën vanuit hun perspectief kunnen bekijken. Door die steun kan het team verder zoeken naar toepassingen in elektrische apparaten.
Of wat dacht je van implanteerbare apparaatjes die je lichaam analyseren of genezen, en vervolgens langzaam verdwijnen? Voorlopig is dat nog allemaal toekomstmuziek, maar het onderzoeksteam van professor Meysman werkt volop aan de volgende doorbraak.
“Wetenschaps- communicatie is een wezenlijk onderdeel van onze opdracht.”
Met een opvallende installatie brengt UAntwerpen wetenschap tot bij het grote publiek.
Wetenschappers aan UAntwerpen ontdekten dat de kabelbacterie elektriciteit geleidt – en nog geen klein beetje.
Het brede publiek maakte kennis met dit baanbrekend onderzoek in Antwerpen en Sint-Niklaas.
Wetenschappelijk onderzoek biedt oneindig veel mogelijkheden en is essentieel om de uitdagingen van de toekomst het hoofd te bieden. Al te vaak blijft het helaas een ver-van-mijn-bedshow voor veel mensen. UAntwerpen wil de wetenschap uit die ivoren toren halen. “Wetenschapscommunicatie is een wezenlijk onderdeel van onze opdracht”, zegt rector Herman Van Goethem. “Wij willen wetenschap naar de maatschappij brengen, om jongeren zo te triggeren om mee de toekomst te bepalen.”
In 2022 pakte UAntwerpen uit met Betty, een spectaculaire installatie van de kabelbacterie. De uitvergrote kabelbacterie geleidde elektriciteit naar een grote smartphone. Wanneer passanten die aanschakelden, leerden ze op het scherm hoe de elektriciteit in onze smartphones in de toekomst zou kunnen worden geleid met behulp van kabelbacteriën.
Om het grote publiek bewust te maken van niet-schadelijke bacteriën en elektronisch afval, werd Betty later ingezet op de Dag van de Wetenschap en Nerdland Festival. Een ander model van de kabelbacterie is Lizzy. Die reist de wereld rond voor extra bekendheid – en hopelijk ook financiering – in de industrie.
Getriggered door dit onderzoek? UAntwerpen bepaalt de toekomst vanuit verschillende perspectieven. Doorzoek de opleidingen in deze interessedomeinen: