Forscher des Stevens Institute of Technology in New Jersey haben den ersten bionischen Pilz mithilfe des 3D-Drucks hergestellt. Die Struktur, die aus einem gewöhnlichen Knopfpilz besteht, dessen Kappe mit energieerzeugenden Cyanobakterien- und Graphen-Nanobändern versehen ist, die neben den Bakterien aufgedruckt sind, kann etwa 65 Nanoampere Strom erzeugen. Eine Reihe solcher Pilze könnte zwar nicht genug sein, um ein elektronisches Gerät mit Strom zu versorgen, könnte jedoch ausreichend Strom liefern, um eine Leuchtdiode mit Strom zu versorgen.
Cyanobakterien haben eine beispiellose interne Quanteneffizienz mit einer fast 100-prozentigen Umwandlung von photosynthetischer Energie - das Ergebnis von 2,5 Milliarden Jahren Evolution, erklärte er. Diese Organismen sind die effizientesten Antennensysteme der Natur, die Photonen aus der Sonne absorbieren und systematisch zum Reaktionszentrum (aus Enzymen) führen, gefolgt von Ladungstrennung (Elektronen und Löcher). Diese räumliche Trennung bedeutet, dass sie sich durch Ladungsrekombination nicht gegenseitig neutralisieren können, sodass Elektronen Lichtströme erzeugen können.
Dicht gepackte Cyanobakterienzellen
Dank des 3D-Drucks konnte das Team dichtere Cyanobakterienzellen an der porösen Struktur der Pilze anisotrop anordnen.
Photosynthese aktivieren
An diesen Kontaktpunkten werden Elektronen durch die äußere Membran der Cyanobakterien zu einem leitfähigen Netzwerk von Graphen-Nanobarbenen übertragen, während wir die Pilze mit Licht beleuchten. Dies aktiviert die Photosynthese von Bioelektronen in Cyanobakterien, die dann die elektrochemischen Vorrichtungen mit einer Vorspannung beaufschlagen, um die Elektronen anzutreiben .
