DIE FÄLSCHUNGSSICHERE FARBE könnte erstmals auf neuen Reisepässen auftauchen oder auf Geldscheinen, auf Visa oder auf anderen Regierungsdokumenten. Die Flächen, die mit ihr bedruckt sind, werden bei trübem Licht oder im Schatten violett aussehen. Hält jedoch der Betrachter das Prüfobjekt in die Sonne oder beleuchtet es mit einer Lampe, wechselt das Violett in Blassgelb – und ohne Belichtung sofort wieder zurück in den ursprünglichen Farbton. Diesen reversiblen Farbumschlag können Fälscher nicht imitieren. Mit der Entwicklung der nötigen Technologie und der Produktionsverfahren hat Norbert Hampp, Professor für Physikalische Chemie an der Philipps-Universität Marburg schon 1996 begonnen (bild der wissenschaft 10/2004, „Bakterien gegen Blüten”).
„Als die Experimente alle geglückt waren, dachten wir, jetzt würde es schnell in die Produktion gehen”, erinnert sich Hampp. „ Im Labor ist man immer optimistisch. Aber die Umsetzung ist schwierig, da man vom Labormaßstab auf den industriellen Maßstab umdenken muss.” Dazu kam, dass er und seine Mitarbeiter es nicht mit mineralischen Pigmenten zu tun hatten, sondern mit Bacteriorhodopsin, einem Bestandteil von Lebewesen – von einzelligen Mikroorganismen der Art Halobacterium salinarum.
Der in der Natur vorkommende Wildtyp lebt in Salzseen und wechselt seine Farbe so schnell, dass das menschliche Auge nicht mitkommt. Deshalb arbeiteten die Marburger im Labor nur mit Mutanten, die einen verlangsamten Farbum- schlag aufweisen. Sie zu einer industriell verwertbaren Kultur heranzuzüchten, hat viele Jahre gedauert. Die Halobacterium-Kultur vermehrt sich in einem Bioreaktor, in einer hochkonzentrierten Salzlösung. Nach knapp einer Woche ist die optimale Produktkonzentration erreicht: Die Wissenschaftler können zu diesem Zeitpunkt die Organismen ernten und den Farbstoff – das Protein Bacteriorhodopsin – isolieren. „Das geschieht mit einem Filter”, erklärt Hampp. „ Ähnlich wie beim Kaffeekochen bleiben die Proteinklümpchen obenauf, alles andere fließt ab.”
Das Farbpigment Bacteriorhodopsin wird zu Druckfarbe oder Streichmasse verarbeitet. Das geschieht allerdings nicht in Hampps Universitätslabor, ebenso wenig wie die großtechnische Produktion. Beides übernimmt ein Industriepartner, die auf Sicherheitstechnik spezialisierte U-NICA in Malans/Schweiz. Es ist derzeit das einzige Unternehmen, das Bacteriorhodopsin anbietet. Geschäftsführer Alfred Rutz teilt mit, die Farbe sei bereits im Einsatz: „Die heute verfügbare Kapazität erlaubt es, Dokumente im dreistelligen Millionenbereich abzusichern.” Der Farbstoff ist seit 2010 auf dem Markt und, so Rutz, noch in der Einführungsphase. Seine Kunden darf der Schweizer nicht nennen.
Bacteriorhodopsin tut seine Arbeit auf mehreren Sicherheitsstufen, sagt Rutz. Erstens ist bereits mit bloßem Auge durch den Farbumschlag erkennbar, ob es sich um das Originaldokument handelt oder nicht. Zweitens können in dem Biofarbstoff zusätzlich Fotos und Texte abgespeichert werden, die maschinell lesbar sind. Drittens lässt sich eine Art Adress-Etikett aus aneinandergeketteten Aminosäuren, den Bausteinen von Proteinen, an die Pigmente anhängen. „Im Labor kann man mit entsprechenden Geräten erkennen, woher das Dokument kommt. Das könnte auch für kriminalistische Zwecke nützlich sein” , berichtet Hampp.
Weitere Anwendungen für die Einzeller-Farbe zeichnen sich ab, sagt Rutz: „An Anwendungen von Bacteriorhodopsin für die Massen-Datenspeicherung wird erheblich geforscht, dort gibt es ein großes Potenzial für die Halobakterien.” Aber das ist Zukunftsmusik. Gesa Seidel■
