14.09.2023

Fungal Skin: Forscher entwickeln lebende Haut aus Pilzen für Terminator-Modell

Die Inspiration dafür kam natürlich aus dem Schwarzenegger-Kultfilm aus den 1980er Jahren. Die Hoffnung ist, künftig mit lebender Haut Häuser zu ummanteln, um die Temperatur zu regulieren.
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(c) Antoni Gandia - Das Termintor-Modell wurde mit lebender Haut ummantelt.

Man möchte ihm nicht unbedingt im Dunkeln begegnen: In direkter Anlehnung an den Film „Terminator“ von 1984 haben zwei Forscher eine lebende Haut aus Pilzen entwickelt. Und sie auf einem Roboter wachsen lassen. Ziel ist es, eine Beschichtung zu kreieren, die als biologisch abbaubarer und multifunktionaler Sensor für die Elektronik dienen könnte, wie New Scientist berichtet. Herkömmliche elektronische Sensoren aus Silikon sind in der Regel schwierig herzustellen und können oft nur eine begrenzte Anzahl von Dingen auf einmal erkennen.

Terminator-Szene als Vorbild

„Es gibt eine Szene in ‚Terminator‘, in der dem Roboter eine Haut implantiert wird“, sagte Antoni Gandia von der Polytechnischen Universität Valencia in Spanien, Co-Autor eines kürzlich veröffentlichten Papers gegenüber New Scientist. „Die Haut befindet sich außerhalb des Roboters, aber sie meldet Daten an den Roboter und repariert sich selbst. Wir wollten zeigen, dass wir solche Dinge bereits tun können.“

Gandia und sein Kollege Andrew Adamatzky von der „University of the West of England“ verwendeten eine Pilzart namens „Ganoderma sessile“, die unter verschiedenen Bedingungen wachsen kann. Sie beschichteten dann ein sieben Zoll großes „Terminator“-Modell mit Agar, um den Pilz zu ermutigen, auf dessen Oberfläche zu wachsen.

Fortschritte in der Myzeltechnologie

In der veröffentlichten Arbeit liest es sich so: „Fortschritte in der Myzeltechnologie, die aus der Pilzelektronik und der Entwicklung von lebenden Myzelkompositen und -häuten hervorgegangen sind, haben neue Wege in der Verschmelzung von biologischen und künstlichen Systemen eröffnet. In diesem Beitrag wird ein Versuch vorgestellt, bei dem lebendes, selbstregenerierendes und reaktives Ganoderma-Myzel erfolgreich in eine Modell-Cyborg-Figur integriert wurde, wodurch eine biokybernetische Einheit entstand.“

Der Pilz bedeckte den Terminator-Roboter nach fünf Tagen von oben bis unten. Die Haut war auch empfindlich gegenüber Licht und Berührung. Die beiden Wissenschaftler hoffen, dass ihre Forschung den Grundstein für lebende Häute legen könnte, die beispielsweise Gebäude ummanteln könnten, um deren Temperatur zu regulieren.

Biokybernetik als Alltag

Gandia und Adamatzky abschließend in ihrem Forschungspapier: „Indem wir die Grenzen dessen, was mit Myzel erreichbar ist, immer weiter verschieben, kommen wir einer Zukunft näher, in der biokybernetische Systeme Teil unseres Alltags sind.“

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Herbert Eibensteiner, CEO voestalpine AG, und Michael Strugl, CEO Verbund AG | (c) voestalpine/Michael Jurtin
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Beim Start 2019 war „H2FUTURE“ von voestalpine und Verbund das weltweit größte Wasserstoffpilotprojekt. Sieben Jahre später ist von derartigen Superlativen zwar nicht mehr die Rede, doch im Rahmen der Weiterführung unter dem Titel „H2FUTURE-Follow-Up“ sollen die Grundlagen für einen grundlegenden Wandel in der Stahlproduktion bei der voestalpine geschaffen werden. Dafür investieren die Projektpartner weitere 16,4 Millionen Euro.

Schon bislang wurde am Standort mittels „Protonen-Austausch-Membran-(PEM)-Elektrolyseanlage“ grüner Wasserstoff erzeugt – konkret knapp unter 2.000 Tonnen im gesamten Zeitraum. Die Anlage wird aktuell insbesondere dafür genutzt, um Frequenzschwankungen im Stromnetz auszugleichen, die durch die unregelmäßige Verfügbarkeit erneuerbarer Energien oder unterschiedliche Strombedarfe entstehen.

Erweiterung bringt neue Funktionen und Möglichkeiten

Mit der Erweiterung der Anlage kommen zur Erzeugung des Wasserstoffs nun auch die Verdichtung, Reinigung, Speicherung sowie die Verladung und Weiterverwendung hinzu. Vier von insgesamt fünf neuen Wasserstoffspeichertanks sollen Schwankungen zwischen der fluktuierenden Wasserstofferzeugung und dem Verbrauch ausgleichen und so zur Versorgungssicherheit beitragen. Über den fünften (Versand-)Tank soll ab Ende 2027 die Demonstrationsanlage „HY4SMELT“ direkt über eine rund einen Kilometer lange Rohrleitung mit Wasserstoff versorgt werden. Dabei handelt es sich laut voestalpine um Österreichs größtes Klimaschutz-Forschungsprojekt. Außerdem kann der Wasserstoff nun mittels Hochdruckverdichtern auf bis zu 500 bar komprimiert und in Trailer für den Straßentransport abgefüllt werden, um auch an externe Abnehmer:innen geliefert werden zu können.

Die Wasserstoffpilotanlage H2FUTURE | (c) Verbund

„Wir haben mit greentec steel eine klare Strategie zur Transformation unserer Stahlproduktion. Wir werden bereits im 1. Halbjahr 2027 je einen grünstrombetriebenen Elektrolichtbogenofen in Linz und Donawitz in Betrieb nehmen und können damit in einem ersten Schritt bis 2029 bis zu 30 Prozent unserer CO2-Emissionen einsparen. Langfristig streben wir bis 2050 eine Stahlproduktion mit Net-Zero-CO2-Emissionen an. Wasserstoff wird dabei eine wichtige Rolle einnehmen“, sagt dazu voestalpine-CEO Herbert Eibensteiner.

Erste neue Forschungsergebnisse Ende des Jahres

Die ersten Funktionstests des erweiterten Projekts wurden bereits gestartet, erste Forschungsergebnisse werden Ende 2026 erwartet. Das Projekt endet im Dezember 2030 und wird auch aus Mitteln der Umweltförderung des Bundesministeriums für Wirtschaft, Energie und Tourismus gefördert. „Das Projekt zeigt im industriellen Maßstab, wie erneuerbarer Strom in grünen Wasserstoff umgewandelt und für konkrete industrielle Anwendungen nutzbar gemacht werden kann“, kommentiert Verbund-CEO Michael Strugl.

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