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Forscher der Ritsumeikan University in Japan haben einen selbstversorgenden Biosensor entwickelt, um die Verschmutzung von Süßwasser mit organischen Stoffen zu überwachen. Laut einer Veröffentlichung in Biochemical Engineering Journal basiert der kostengünstige 3D-gedruckte Schwimmbiosensor auf einer mikrobiellen Brennstoffzelle.
Der Biosensor nutzt elektrogene Bakterien, die bei ihrem Stoffwechsel Elektrizität erzeugen. Die Strommenge hängt von der Konzentration der organischen Verschmutzung ab, die von den Bakterien verstoffwechselt wird. Dieser Zusammenhang wird für die Messung der Wasserqualität ausgenutzt.
Die Elektroden des Sensors bestehen aus kostengünstigem Kohlenstoffmaterial. Laut dem leitenden Forscher Kozo Taguchi erzeugen die Bakterien selbst den nötigen Strom, so dass keine externe Energiequelle nötig ist. Ein LED zeigt an, wenn ein Schwellenwert der chemischen Sauerstoffanforderung als Maß für die Verschmutzung überschritten wird.
Der 3D-gedruckte Schwimmbiosensor lässt sich laut den Forschern kostengünstig für ein Frühwarnsystem an Flüssen und Seen einsetzen, um Belastungsspitzen durch organische Abwässer frühzeitig zu erkennen. Er trägt damit zum Schutz der Gewässerökosysteme bei.
Die Wissenschaftler sehen großes Potenzial für den praktischen Einsatz des Biosensors zur Überwachung der Wasserqualität. Die kostengünstige Herstellung durch 3D-Druck ist dabei ein wichtiger Vorteil des Konzepts.
