Bacteriën in je gsm

Wat doet die kabelbacterie in Sint-Niklaas?

Met opvallende installatie brengt UAntwerpen wetenschap tot bij het grote publiek. 

Wetenschappers aan UAntwerpen ontdekten dat de kabelbacterie elektriciteit geleidt –  en nog geen klein beetje. 

Op 22 en 23 april reist de kabelbacterie naar het Stationsplein in Sint-Niklaas. Op 11 en 12 maart 2022 kon het brede publiek al kennismaken met het baanbrekende onderzoek op het Antwerpse Operaplein.

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.”

De straat op

En dus trekt de Antwerpse universiteit met haar wetenschappelijk onderzoek letterlijk de straat op. Prominent in beeld: de kabelbacterie. Op de zeebodem ontdekten onderzoekers van UAntwerpen namelijk centimeterslange bacteriën die een geleidend netwerk bevatten. Dat netwerk werkt een beetje zoals de koperen bedrading die onze elektriciteit geleidt. Dat de bacteriën elektriciteit nog veel beter geleiden dan pakweg silicium, het gangbare materiaal dat we vandaag in onze elektrische apparaten gebruiken, was een enorme verrassing.

“De bacterie laat andere biologische materialen, zoals eiwitten, koolhydraten, lipiden en nucleïnezuren, daarmee ver achter zich”, vertelt prof. Filip Meysman. “Dat ze elektriciteit geleiden, was nochtans moeilijk te bewijzen, want kabelbacteriën sterven van zodra ze blootgesteld worden aan lucht. Ons team ontwierp een piepkleine voltmeter waarmee we elektrische stroom in de kabelbacterie konden meten.”

Biologische bedrading

De ontdekking zou een grote stap vooruit kunnen zijn in de zoektocht naar biologisch afbreekbare elektronica, wat het probleem van elektronisch afval sterk zou kunnen terugdringen. “Misschien hebben we binnen een paar jaar medische implantaten of smartphones die zijn uitgerust met minuscule verbindingen van bacteriële origine”, zegt Meysman.

Op 11 en 12 maart, op het Operaplein in Antwerpen, en op 22 en 23 april in Sint-Niklaas pakt UAntwerpen uit met een spectaculaire installatie van de kabelbacterie. De uitvergrote kabelbacterie geleidt elektriciteit naar een grote smartphone. Wanneer passanten die aanschakelen, leren ze op het scherm hoe de elektriciteit in onze smartphones in de toekomst zou kunnen worden geleid met behulp van kabelbacteriën.

Infodag UAntwerpen

Het onderzoek van Meysman en collega’s ligt volledig in lijn met ‘Bepaal mee de toekomst’, de baseline van UAntwerpen. Met de installatie wil de universiteit mensen laten kennismaken met de onvoorstelbare mogelijkheden van wetenschap, aan de buitenwereld tonen wat er allemaal gebeurt aan de universiteit en studiekiezers warm maken voor een wetenschappelijke opleiding, waarmee ze de toekomst kunnen bepalen.

Tijdens de Infodag op 7 mei en 3 september 2022 maak je mee hoe het er echt aan toegaat op UAntwerpen.

De universiteit zo al bekeken? (Youtube video)

Bacteriën die je smartphone doen werken

Onze studenten en onderzoekers denken anders. Doen anders. De universiteit zo al bekeken?

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 …

Superdunne kabeltjes

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 om te meten: kabelbacteriën sterven zodra ze blootgesteld worden aan lucht.

Flinterdunne kabelbacteriën: 10 micrometer (μm) is 0,01 millimeter

Een ongelooflijke ontdekking

Het onderzoek van professor Meysman van 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.

Een 3D-reconstructie van een kabelbacterie

Kabelbacteriën in je gsm … en je lichaam?

Kabelbacteriën in de zeebodem hebben dus een speciaal en uniek vezelmateriaal ontwikkeld, waardoor je sterke elektrische signalen kan sturen. Ondertussen wordt er volop nagedacht over hoe we die supervezels kunnen gebruiken in nieuwe materialen en technologieën.

Zo 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.

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.

Meer weten over deze studie?
Duik zelf in het academisch onderzoek

Leer zelf de dingen anders bekijken

Interesse in biologie? Of eerder in fysica, chemie of het klimaat ? Zoek een opleiding die bij je past