Es werde Licht: Wie Proteine LED-Lampen ersetzen können

Heute schon den Lichtschalter betätigt? Dutzende Male pro Tag heißt es in österreichischen Haushalten „Licht an“ oder „Licht aus“. Seit 2012 sind es vor allem Glühbirnen mit Leuchtdioden (LED), die unsere Räume erhellen. Mit dem Verbot von Halogenlampen haben sie sich als effizienteste und langlebigste Alternative durchgesetzt.

Ihre Funktionsweise erklärt Biochemiker Horst Lechner von der TU Graz: „Eine herkömmliche LED-Lampe besteht aus einem blauen LED-Chip, der mit einer gelben Schicht, dem Phosphor oder Leuchtstoff, beschichtet ist. Sie ist dafür verantwortlich, dass wir das eigentlich blaue Licht als weißes Licht sehen.“ Aber eben in dieser Schicht liegt das Problem: Sie besteht aus Seltenen Erden. Diese gibt es zwar in ausreichenden Mengen, doch sie können nur in bestimmten Gebieten abgebaut werden. Europa gehört nicht dazu. „Ostafrika und China haben einen Monopolstatus auf den für LEDs benötigten Leuchtstoff. Als EU sind wir abhängig von Lieferketten und diese sind ein Preistreiber für die Herstellungskosten“, erzählt Biochemiker Gustav Oberdorfer. 

In Zusammenarbeit mit Wissenschaftlern aus Italien und Spanien ist ihnen nun aber der Durchbruch gelungen. Nach vierjähriger Forschung haben sie es geschafft, das Phosphor durch künstlich hergestellte Proteine, die eine ähnliche Funktion erfüllen, zu ersetzen. Die Idee für das Vorhaben lieferte ihnen die Natur selbst: Quallen verfügen über solch leuchtende Proteine. 
Der Prototyp komme allerdings noch nicht an die durchschnittliche Leuchtkraft und Lebensdauer von LEDs (mindestens 10.000 Stunden) heran. Oberdorfer schätzt, dass die von ihnen entwickelte Bio-LED aktuell rund 1.500 Stunden Licht spendet. In bestimmen Feldern könnte sie aber schon zum Einsatz kommen: „Ich kann mir vorstellen, dass da, wo LEDs verbaut werden und wo man Licht in bestimmten Wellenlängen braucht, beispielsweise in der medizinischen Diagnostik oder auch im Indoor-Farming, die künstlichen Proteine bereits jetzt Verwendung finden könnten.“

Ob es dazu tatsächlich kommt, bleibt noch abzuwarten. Oberdorfer ist jedenfalls überzeugt, dass die Bio-LEDs im öffentlichen Interesse sind: „Leuchtende Proteine kann man für wenig Geld überall auf der Welt in Bakterien herstellen. Wenn das funktioniert, kann die Herstellung von LED-Lampen künftig wesentlich demokratisiert werden.“