Artikkel

Går for gull med bakteriedrevet solcelle

Simen Hermansen, Kristin Klausen og Marthe Ueland er med på årets Igem-lag fra Universitetet i Oslo
Simen Hermansen, Kristin Klausen og Marthe Ueland er med på årets Igem-lag fra Universitetet i Oslo. Foto: Eivind Torgersen/UiO Bruk bildet.

Går for gull med bakteriedrevet solcelle

Med en bakteriedrevet solcelle setter sju biologistudenter fra UiO seg på flyet til Boston i USA. Der skal de konkurrere med andre studenter om beste nyvinning innenfor syntetisk biologi.

Syntetisk biologi betyr at man bruker teknologi til å lage helt eller delvis kunstige biologiske systemer med nye egenskaper, fra enkeltmolekyler til hele organismer, ifølge Bioteknologirådet. Ofte brukes en rekke ulike verktøy innen blant annet genteknologi, molekylærbiologi og datateknologi.

Det er dette sju masterstudenter ved Universitetet i Oslo (UiO) har holdt på med det siste halve året. Målet er den årlige IGEM-konkurransen ved MIT i Boston, der de møter lignende lag fra hele verden.

Fjorårets UiO-lag fikk gullmedalje sammen med 113 andre, og årets deltakere er ikke mer beskjedne.

– Vi går jo for gull. Det er ingen vits i å være med hvis vi ikke ønsker å nå toppen, sier Kristin Klausen når studentene tar imot Titan.uio.no i laboratoriet.

– Vi må i hvert fall prøve, sier Simen Hermansen.

Kristin Klausen og Simen Hermansen gjør klar til analyser på laben.
Kristin Klausen og Simen Hermansen gjør klar til analyser på laben. Foto: Eivind Torgersen/UiO Bruk bildet.

Verdens tøffeste bakterie

Med seg til Boston har de prototypen på en helt ny solcelle. Den er ikke i stand til å utkonkurrere dagens silisiumbaserte solceller, men studentene håper den kan supplere.

– Det er heller noe man kan ha i tillegg. For eksempel steder der er lite sollys, sier Marthe Ueland.

Kanskje kan de også bli billigere å lage.

Hemmeligheten er en bakterie og et rødt fargestoff som kalles lykopen. Dette pigmentet er det samme som gir rødfarge til tomater, men studentene har heller hentet det fra bakterien Deinococcus radiodurans.

Dette er ikke en hvilken som helst bakterie. Den omtales gjerne som verdens tøffeste bakterie og har fått kallenavnet Conan-bakterien.

Deinococcus radiodurans lever i ekstreme miljøer og tåler ekstreme mengder av stråling, forteller Klausen.

Og den inneholder altså rødfarget lykopen.

Savner fysikere og kjemikere

Ved å hente ut gener fra Conan-bakterien og plante dem inn i mer medgjørlige ecoli-bakterier, klarer UiO-studentene å farge de sistnevnte røde også.

For å få det hele til å fungere som en solcelle må de i tillegg lage et system der elektroner fra pigmentet i bakterien hopper over i en strømkrets.

International Genetically Engineered Machine (IGEM)

Hvert år siden 2014 har et studentlag fra UiO deltatt på den årlige internasjonale Igem-konkurransen med professor Dirk Linke som veileder. Igem er en studentkonkurranse innen syntetisk biologi hvor 300 lag fra over 80 land deltar.

Igem er et eget emne ved Universitetet i Oslo. Her kan du lese mer og søke opptak til neste års konkurranse: MBV4910IGEM – International Genetically Engineered Machine

– Ingen av oss er kjemikere eller fysikere. Det gjør det litt vanskeligere, sier Klausen.

– Vi skulle gjerne hatt de kunnskapene for å lage en solcelle, sier Ueland.

Det er fritt fram for studenter fra andre realfag å være med, men i år var de kun biologer. Dermed har de måttet lære alt selv.

– Vi går fra institutt til institutt, og vi har snakket med ingeniørene på Sintef, sier Hermansen.

Holder bakterien i live

Tanken bak solcellen er at de skal gi bakterien nok næring til at den holder seg i live, mens den til gjengjeld sender ut noen elektroner når sollyset treffer den. Det er ikke sikkert at det er lykopen som er det beste fargestoffet i en eventuell ferdig utviklet solcelle.

– Med andre pigmenter kan man fange opp deler av sollyset som ikke blir utnyttet i dagens solceller. Så lenge disse pigmentene finnes i naturen, så kan vi sette dem inn, sier Klausen.

– Planter og bakterier trenger ikke mye sollys for å gro, sier Klausen.

– Bakterien vil i teorien leve så lenge du klarer å tilføre ny næring, sier Ueland.

Når den dør, vil hele solcellen miste fargen, og det vil være enkelt å se at den er defekt. Det er en stor fordel sammenlignet med silisium-solceller.

Marthe Ueland passer på at alt skjer etter boka.
Marthe Ueland passer på at alt skjer etter boka. Foto: Eivind Torgersen/UiO Bruk bildet.

– Tar tid, men er verdt det

De sju deltakerne på UiOs IGEM-lag har hatt et travelt år. De har måttet gjør mye som andre masterstudenter ikke behøver å tenke på.

– Det kan være problematisk å kombinere med resten av masterstudiet, sier Hermansen.

De har selv bestemt hva prosjektet skal sikte seg mot, de har søkt etter sponsorer, snakket med folk fra andre fagfelter og folk som bygger solceller.

– Det tar mye tid, men jeg angrer ikke i det hele tatt. Det er absolutt verdt det, sier Ueland.

Forskere og gründere

Professor Dirk Linke er veileder for Igem-laget ved UiO. Han har tro på det ambisiøse prosjektet studentene har jobbet med.

– De har tydelig demonstrert teknologiens potensial. Jeg håper at de tar opp disse ideene og utvikler dem videre i fremtiden, sier Linke.

Dirk Linke
Dirk Linke. Foto: UiO

Han mener deltakerne oppnår veldig mye mer enn å lære om bioteknologi.

– Det de virkelig lærer er lagarbeid, tidsstyring og å samhandle med sponsorer og veldig mye annet som ikke blir undervist på standard universitetskurs.

– Det gir dem en unik opplevelse i hvordan det er å være forsker og gründer innen moderne bioteknologi, sier Linke til Titan.uio.no.

Kontakt:

Professor Dirk Linke, institutt for biovitenskap, UiO

Les mer på Titan.uio.no

Les også

Tanzania

Det elektroniske avfallets videre liv skal granskes

Elektronikk vi i Norge har avskrevet som søppel, kan bli folks levebrød i Tanzania. Det utsetter både dem og omgivelsene for problematiske miljøgifter  som med vinden også kan finne veien til Arktis og Antarktis.

Forskere ved CTCC og Hylleraas-senteret

Forskerne ved Hylleraas-senteret jakter på kjemiens hellige gral

Forskerne ved Hylleraas-senteret i Oslo og Tromsø jakter på kjemiens hellige gral: De vil bruke datamaskiner til å beregne hvordan kjemiske bindinger brytes og lages. Det kan nemlig gi oss en rekke nye kjemiske stoffer med egenskaper vi bare kan drømme om i dag.