ABOUT THE SPEAKER
Angela Belcher - Biological engineer
Angela Belcher looks to nature for inspiration on how to engineer viruses to create extraordinary new materials.

Why you should listen

With a bachelors in Creative Studies and a Ph.D. in Inorganic Chemistry, Angela Belcher has made a career out of finding surprising and innovative solutions to energy problems.

As head of the Biomolecular Materials Group at MIT, Belcher brings together the fields of materials chemistry, electrical engineering and molecular biology to engineer viruses that can create batteries and clean energy sources. A MacArthur Fellow, she also founded Cambrios Technologies, a Cambridge-based startup focused on applying her work with natural biological systems to the manufacture and assembly of electronic, magnetic and other commercially important materials. TIME magazine named her a climate-change hero in 2007.

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More profile about the speaker
Angela Belcher | Speaker | TED.com
TEDxCaltech

Angela Belcher: Using nature to grow batteries

안젤라 벨쳐: 배터리를 만들기 위해 자연을 이용하다

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전복 조개에 영감을 받아, Angela Belcher가 인간이 사용할 수 있는 멋진 나노크기의 구조를 만들기 위해 바이러스를 프로그램합니다. 방향적 진화를 통해 고성능의 유전자를 골라냄으로써 청정 수소 연료와 전례 없는 수준의 태양 전지와 같은 강력한 새 배터리를 만들어냅니다. TEDxCaltech에서, 그녀는 그 과정을 설명합니다.
- Biological engineer
Angela Belcher looks to nature for inspiration on how to engineer viruses to create extraordinary new materials. Full bio

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00:15
I thought I would talk a little bit비트 about how nature자연 makes~을 만든다 materials기재.
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3000
오늘 저는 자연이 물질을 만드는 방법에 대해 얘기하려합니다.
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I brought가져온 along...을 따라서 with me an abalone전복 shell껍질.
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3000
2000
여기 전복 조개를 가져왔습니다.
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This abalone전복 shell껍질 is a biocomposite생 복합체 material자료
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5000
3000
이 전복은 98%가 탄산칼슘이고
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that's 98 percent퍼센트 by mass질량 calcium칼슘 carbonate탄산염
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8000
3000
2%가 단백질로 이루어진
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and two percent퍼센트 by mass질량 protein단백질.
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2000
생-혼합물 입니다.
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Yet아직, it's 3,000 times타임스 tougher더 거친
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맞아요, 이 전복은 전복이 있던 곳의
00:30
than its geological지질학의 counterpart.
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15000
2000
지질학적 상대보다 3000배나 강하죠.
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And a lot of people might use structures구조 like abalone전복 shells껍질,
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17000
3000
많은 사람들은 전복이나 분필과 같은 구조들을
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like chalk분필.
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20000
2000
사용할 지도 모릅니다.
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I've been fascinated매혹적인 by how nature자연 makes~을 만든다 materials기재,
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22000
2000
저는 자연이 어떻게 물질을 만드는 지에 완전히 매료되었습니다
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and there's a lot of sequence순서
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24000
2000
자연이 그런 정교한 일을
00:41
to how they do such이러한 an exquisite절묘한 job.
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26000
2000
해내기 위해서는 많은 단계가 있습니다.
00:43
Part부품 of it is that these materials기재
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28000
2000
그 중 몇가지는 이 물질들이
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are macroscopic거시적 인 in structure구조,
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30000
2000
눈에 보이는 구조이지만,
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but they're formed형성된 at the nanoscale나노 크기의.
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32000
2000
그것들은 나노크기로 형성된다는 것입니다.
00:49
They're formed형성된 at the nanoscale나노 크기의,
15
34000
2000
이 물질들은 나노크기로 형성되고,
00:51
and they use proteins단백질 that are coded코드화 된 by the genetic유전적인 level수평
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36000
3000
유전 단계로 암호화된 단백질을 사용하여
00:54
that allow허용하다 them to build짓다 these really exquisite절묘한 structures구조.
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39000
3000
굉장히 정교한 구조를 만들게 합니다
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So something I think is very fascinating매혹적인
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42000
2000
제가 매혹적이라 생각하는 것은
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is what if you could give life
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44000
3000
만약 배터리나 태양 전지 같이
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to non-living살아 있지 않은 structures구조,
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47000
2000
살아있지 않은 구조들에
01:04
like batteries배터리 and like solar태양 cells세포들?
21
49000
2000
삶을 부여할 수 있다면 어떨까요?
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What if they had some of the same같은 capabilities능력
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51000
2000
만약 그것들에도 전복처럼 어떤
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that an abalone전복 shell껍질 did,
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53000
2000
같은 능력이 있다면 어떨까요?
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in terms자귀 of being존재 able할 수 있는
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55000
2000
실온과 대기압에서
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to build짓다 really exquisite절묘한 structures구조
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57000
2000
정말 정교한 구조를 만드는 것이
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at room temperature온도 and room pressure압력,
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59000
2000
가능하다면 말입니다. 무독성 화학물을 사용하고
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using~을 사용하여 non-toxic무독성 chemicals화학
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61000
2000
무독성 물질을
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and adding첨가 no toxic유독 한 materials기재 back into the environment환경?
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63000
3000
환경에 더함과 동시에 말입니다.
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So that's the vision시력 that I've been thinking생각 about.
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66000
3000
이것이 제가 생각해온 비전입니다.
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And so what if you could grow자라다 a battery배터리 in a Petri페트리 dish요리?
30
69000
2000
페트리 접시에 배터리를 만들 수 있다면 어떨까요?
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Or, what if you could give genetic유전적인 information정보 to a battery배터리
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71000
3000
또는, 만약 유전 정보를 배터리에 주입해
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so that it could actually사실은 become지다 better
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74000
2000
실제로 시간 함수로써 더 나아질 수 있고,
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as a function기능 of time,
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76000
2000
친환경적으로
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and do so in an environmentally환경 적으로 friendly친한 way?
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78000
2000
해결할 수 있다면 어떨까요?
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And so, going back to this abalone전복 shell껍질,
35
80000
3000
전복 조개로 돌아가,
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besides게다가 being존재 nano-structured나노 구조의,
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83000
2000
나노 구조로 된 것 뿐만 아니라
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one thing that's fascinating매혹적인,
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85000
2000
매력적인 점은
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is when a male남성 and a female여자 abalone전복 get together함께,
38
87000
2000
수컷 전복과 암컷 전복이 함께할 때,
01:44
they pass패스 on the genetic유전적인 information정보
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89000
2000
그들은 이 유전 정보를
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that says말한다, "This is how to build짓다 an exquisite절묘한 material자료.
40
91000
3000
이렇게 전달한다는 것이죠. “이것이 정교한 물질을 만드는 방법이다.
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Here's여기에 how to do it at room temperature온도 and pressure압력,
41
94000
2000
이것이 실온과 대기압에서 하는 방법을 담고 있고,
01:51
using~을 사용하여 non-toxic무독성 materials기재."
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96000
2000
무독성 물질을 사용한다.”
01:53
Same같은 with diatoms규조류, which어느 are shown표시된 right here, which어느 are glasseous유리 같은 structures구조.
43
98000
3000
이곳에 빛나고 있는, 유리같은 구조를 가진 규조류와 같죠.
01:56
Every마다 time the diatoms규조류 replicate뒤로 젖히다,
44
101000
2000
규조류가 복제할 때마다,
01:58
they give the genetic유전적인 information정보 that says말한다,
45
103000
2000
그것은 이렇게 쓰여진 유전 정보를 제공합니다.
02:00
"Here's여기에 how to build짓다 glass유리 in the ocean대양
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105000
2000
“이것이 바다에 완벽히 나노 구조로 된
02:02
that's perfectly아주 nano-structured나노 구조의.
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107000
2000
유리를 만드는 방법이다.
02:04
And you can do it the same같은, over and over again."
48
109000
2000
그리고 이 방법은 계속 할 수 있다.”
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So what if you could do the same같은 thing
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111000
2000
만약 태양 전지나 배터리에
02:08
with a solar태양 cell세포 or a battery배터리?
50
113000
2000
같은 것을 할 수 있다면 어떨까요?
02:10
I like to say my favorite특히 잘하는 biomaterial생체 재료 is my four year-old한 살.
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115000
3000
제가 가장 좋아하는 생명체는 저의 4살 배기 자식입니다.
02:13
But anyone누군가 who's누가 ever had, or knows알고있다, small작은 children어린이
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118000
3000
아이를 가져본 분, 또는 아시는 분이라면 아시듯,
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knows알고있다 they're incredibly엄청나게 complex복잡한 organisms유기체.
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121000
3000
아이들은 믿을 수 없을 정도로 복잡한 생명체들입니다.
02:19
And so if you wanted to convince납득시키다 them
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124000
2000
그리고 만약 여러분이 아이들을 싫어하는 것을 하도록
02:21
to do something they don't want to do, it's very difficult어려운.
55
126000
2000
납득시키려 한다면, 그것은 굉장히 어려운 일입니다.
02:23
So when we think about future미래 technologies기술,
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128000
3000
그러니 우리가 미래 기술에 대해 생각할 때,
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we actually사실은 think of using~을 사용하여 bacteria박테리아 and virus바이러스,
57
131000
2000
우리는 사실 간단한 생명체들인
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simple단순한 organisms유기체.
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133000
2000
박테리아와 바이러스를 생각합니다.
02:30
Can you convince납득시키다 them to work with a new새로운 toolbox도구 상자,
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135000
2000
여러분은 그들을 새로운 도구 상자와 작업하도록 하여
02:32
so that they can build짓다 a structure구조
60
137000
2000
저에게 중요해질 구조물을
02:34
that will be important중대한 to me?
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139000
2000
만들게 할 수 있을까요?
02:36
Also또한, when we think about future미래 technologies기술,
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141000
2000
또, 미래 기술도 생각해 보세요.
02:38
we start스타트 with the beginning처음 of Earth지구.
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143000
2000
지구의 시작에서 출발해봅시다.
02:40
Basically원래, it took~했다 a billion십억 years연령
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145000
2000
기본적으로, 지구에 생명체가 있기까지
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to have life on Earth지구.
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147000
2000
10억년이 걸렸습니다.
02:44
And very rapidly빠르게, they became되었다 multi-cellular다세대의,
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149000
2000
그리고 무척 빠르게, 그것들은 다세포생물이 되고,
02:46
they could replicate뒤로 젖히다, they could use photosynthesis광합성
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151000
3000
복제를 할 수도 있고, 에너지 자원을 얻는 방법으로
02:49
as a way of getting점점 their그들의 energy에너지 source출처.
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154000
2000
광합성을 할 수도 있게 되었습니다.
02:51
But it wasn't아니었다. until...까지 about 500 million백만 years연령 ago...전에 --
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156000
2000
그러나 5억년 전까진
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during...동안 the Cambrian웨일스 사람 geologic지질의 time period기간 --
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158000
2000
—캄브리아기 동안이죠— 바다 생물들은
02:55
that organisms유기체 in the ocean대양 started시작한 making만들기 hard단단한 materials기재.
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160000
3000
단단한 생물들을 만들어내기 시작하지 않았습니다.
02:58
Before that, they were all soft부드러운, fluffy모호한 structures구조.
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163000
3000
그 전에는 모두 부드럽고, 솜털이 덮인 구조였죠.
03:01
And it was during...동안 this time
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166000
2000
그 기간 동안 칼슘과 철,
03:03
that there was increased증가한 calcium칼슘 and iron
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168000
2000
그리고 실리콘이 환경에서
03:05
and silicon규소 in the environment환경,
75
170000
2000
늘어나게 되었습니다.
03:07
and organisms유기체 learned배운 how to make hard단단한 materials기재.
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172000
3000
생물들은 이 단단한 물질들을 사용하는 법을 배웠죠.
03:10
And so that's what I would like be able할 수 있는 to do --
77
175000
2000
그것이 제가 할 수 있게 하고자 하는 것입니다.
03:12
convince납득시키다 biology생물학
78
177000
2000
생물학이 주기율표의
03:14
to work with the rest휴식 of the periodic주기적인 table.
79
179000
2000
나머지와 작업하도록 확신시키는 것이죠.
03:16
Now if you look at biology생물학,
80
181000
2000
이제 생물학을 들여다보면,
03:18
there's many많은 structures구조 like DNADNA and antibodies항체
81
183000
2000
여러분들이 이미 나노 구조로 되어있다고 들은 적이 있을
03:20
and proteins단백질 and ribosomes리보솜 that you've heard들었던 about
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185000
2000
DNA나 항체, 단백질같은
03:22
that are already이미 nano-structured나노 구조의.
83
187000
2000
많은 구조물들이 있습니다.
03:24
So nature자연 already이미 gives주는 us
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189000
2000
자연은 이미 우리들에게
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really exquisite절묘한 structures구조 on the nanoscale나노 크기의.
85
191000
2000
나노크기의 복잡한 구조를 제공한 것이죠.
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What if we could harness마구 them
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193000
2000
만약 우리가 그것들을 활용해
03:30
and convince납득시키다 them to not be an antibody항독소
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195000
2000
에이즈 바이러스(HIV)같은 것에 대응하는
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that does something like HIVHIV?
88
197000
2000
항체가 되지 않게 만들려면 어떨까요?
03:34
But what if we could convince납득시키다 them
89
199000
2000
만약 우리가 그것들이 우리에게
03:36
to build짓다 a solar태양 cell세포 for us?
90
201000
2000
태양 전지를 만들게 하면 어떨까요?
03:38
So here are some examples예제들: these are some natural자연스러운 shells껍질.
91
203000
2000
몇가지 예가 있습니다. 이것들은 천연 조개입니다.
03:40
There are natural자연스러운 biological생물학의 materials기재.
92
205000
2000
천연의 생물학적 물질이 존재합니다.
03:42
The abalone전복 shell껍질 here -- and if you fracture골절 it,
93
207000
2000
여기에 전복 조개—만약 이것을 깬다면
03:44
you can look at the fact that it's nano-structured나노 구조의.
94
209000
2000
이것이 나노 구조로 되어있는 것을 볼 수 있습니다.
03:46
There's diatoms규조류 made만든 out of SIOSIO2,
95
211000
3000
여기에 이산화 규소로 만들어진 규조는
03:49
and they're magnetotactic전자 현미경 bacteria박테리아
96
214000
2000
작고, 방향을 찾는 데 사용되는 단일 도메인으로 된
03:51
that make small작은, single-domain단일 도메인 magnets자석 used for navigation항해.
97
216000
3000
자석을 만드는 주자성(走磁性)의 박테리아입니다.
03:54
What all these have in common공유지
98
219000
2000
이것들의 공통점은 이들이
03:56
is these materials기재 are structured구조화 된 at the nanoscale나노 크기의,
99
221000
2000
나노크기로 구조화되어있고,
03:58
and they have a DNADNA sequence순서
100
223000
2000
단백질 서열로 암호화되고,
04:00
that codes코드들 for a protein단백질 sequence순서
101
225000
2000
굉장히 멋진 구조를 만들게 하는
04:02
that gives주는 them the blueprint청사진
102
227000
2000
청사진을 제공하는
04:04
to be able할 수 있는 to build짓다 these really wonderful훌륭한 structures구조.
103
229000
2000
DNA 단계가 있습니다.
04:06
Now, going back to the abalone전복 shell껍질,
104
231000
2000
이제 전복 조개로 돌아가서,
04:08
the abalone전복 makes~을 만든다 this shell껍질 by having these proteins단백질.
105
233000
3000
전복은 이러한 단백질을 가짐으로써 이런 껍질을 만듭니다.
04:11
These proteins단백질 are very negatively부정적으로 charged청구 된.
106
236000
2000
이 단백질은 음전하로 되어있습니다.
04:13
And they can pull손잡이 calcium칼슘 out of the environment환경,
107
238000
2000
이것들은 환경에서 칼슘을 빼내어,
04:15
put down a layer of calcium칼슘 and then carbonate탄산염, calcium칼슘 and carbonate탄산염.
108
240000
3000
칼슘과 탄산염 층을 만들고, 또 마찬가지 층을 만듭니다
04:18
It has the chemical화학 물질 sequences시퀀스들 of amino아미노 acids,
109
243000
3000
그것은 아미노산의 화학적 서열을 가지는데
04:21
which어느 says말한다, "This is how to build짓다 the structure구조.
110
246000
2000
이렇게 되어있습니다. “이것이 구조를 만드는 방법이다.”
04:23
Here's여기에 the DNADNA sequence순서, here's여기에 the protein단백질 sequence순서
111
248000
2000
여기에 DNA 서열이 있고, 그것을 하기 위한
04:25
in order주문 to do it."
112
250000
2000
단백질 서열이 있다."
04:27
And so an interesting재미있는 idea생각 is, what if you could take any material자료 that you wanted,
113
252000
3000
흥미로운 아이디어는, 만약 여러분이 원하는 아무 물질이나,
04:30
or any element요소 on the periodic주기적인 table,
114
255000
2000
주기율표에 아무 원소를 가져다가,
04:32
and find its corresponding DNADNA sequence순서,
115
257000
3000
그것이 일치하는 DNA 서열을 찾아,
04:35
then code암호 it for a corresponding protein단백질 sequence순서
116
260000
2000
그에 맞는 단백질 서열로 암호화해서
04:37
to build짓다 a structure구조, but not build짓다 an abalone전복 shell껍질 --
117
262000
3000
구조를 만들면— 전복 조개를 만들지는 않고,
04:40
build짓다 something that, through...을 통하여 nature자연,
118
265000
2000
자연을 통해, 여지껏 작업해볼 기회가
04:42
it has never had the opportunity기회 to work with yet아직.
119
267000
3000
없었던 어떤 새로운 것을 형성하면 어떻게 될까 하는것입니다.
04:45
And so here's여기에 the periodic주기적인 table.
120
270000
2000
여기 주기율표가 있습니다.
04:47
And I absolutely전혀 love the periodic주기적인 table.
121
272000
2000
전 주기율표를 굉장히 좋아하죠.
04:49
Every마다 year for the incoming들어오는 freshman신입생 class수업 at MITMIT,
122
274000
3000
매년 MIT에 들어오는 신입생들을 위해,
04:52
I have a periodic주기적인 table made만든 that says말한다,
123
277000
2000
저는 이렇게 쓰여진 주기율표를 만들었습니다.
04:54
"Welcome환영 to MITMIT. Now you're in your element요소."
124
279000
3000
“MIT에 어서오세요. 이제 여러분은 자신의 원소안에 있습니다.”
04:57
And you flip튀기다 it over, and it's the amino아미노 acids
125
282000
3000
그것을 집어보면, 각각 다른 전하를
05:00
with the PHPH at which어느 they have different다른 charges요금.
126
285000
2000
가진 PH를 가진 아미노산이 있습니다.
05:02
And so I give this out to thousands수천 of people.
127
287000
3000
전 이것을 수천명에게 줍니다.
05:05
And I know it says말한다 MITMIT, and this is Caltech칼텍,
128
290000
2000
물론 전 여기에 MIT라고 씌여져 있고, 여기는 Caltech이지만,
05:07
but I have a couple extra특별한 if people want it.
129
292000
2000
원하신다면 여기 더 있습니다.
05:09
And I was really fortunate운 좋은
130
294000
2000
전 이번 년도에
05:11
to have President대통령 Obama오바마 visit방문 my lab this year
131
296000
2000
오바마 대통령께서 MIT에 제 실험실에
05:13
on his visit방문 to MITMIT,
132
298000
2000
방문하시게 되어 행운이었고,
05:15
and I really wanted to give him a periodic주기적인 table.
133
300000
2000
전 그분께 이 주기율표를 드리고 싶었습니다.
05:17
So I stayed머물렀던 up at night, and I talked말한 to my husband남편,
134
302000
2000
그래서 전 밤을 샌 뒤, 제 남편에게 물었습니다.
05:19
"How do I give President대통령 Obama오바마 a periodic주기적인 table?
135
304000
3000
“저기 내가 이 주기율표를 어떻게 대통령께 드릴까?”
05:22
What if he says말한다, 'Oh'오, I already이미 have one,'
136
307000
2000
만약 그가 이러면 어쩌지? “오, 전 이미 있습니다.”
05:24
or, 'I've'나는 already이미 memorized암기 된 it'그것'?" (Laughter웃음)
137
309000
2000
아니면 “이미 외웠습니다”라고 하면?
05:26
And so he came왔다 to visit방문 my lab
138
311000
2000
대통령께서 제 실험실에 오셔서
05:28
and looked보았다 around -- it was a great visit방문.
139
313000
2000
둘러보시고 – 그의 방문은 정말 기뻤죠.
05:30
And then afterward기후, I said,
140
315000
2000
그 후 제가 말했습니다.
05:32
"Sir, I want to give you the periodic주기적인 table
141
317000
2000
“대통령님, 곤경에 처할 때나 분자량을
05:34
in case케이스 you're ever in a bind묶다 and need to calculate계산하다 molecular분자 weight무게."
142
319000
4000
계산할 때를 대비해 이 주기율표를 드리고 싶습니다.”
05:38
And I thought molecular분자 weight무게 sounded소리를 냈다 much less적게 nerdy얼간이
143
323000
2000
전 그 때 분자량이 물질량보다 덜 따분하게
05:40
than molar어금니 mass질량.
144
325000
2000
들릴거라 생각했죠.
05:42
And so he looked보았다 at it,
145
327000
2000
그분께서 이러셨습니다.
05:44
and he said,
146
329000
2000
그분께서 이러셨습니다.
05:46
"Thank you. I'll look at it periodically주기적으로."
147
331000
2000
“감사합니다. 주기적으로 보도록 하죠.”
05:48
(Laughter웃음)
148
333000
2000
(하하)
05:50
(Applause박수 갈채)
149
335000
4000
(짝짝짝)
05:54
And later후에 in a lecture강의 that he gave on clean깨끗한 energy에너지,
150
339000
3000
후에 그분께서 청정 에너지에 관한 강연을 하실 때,
05:57
he pulled뽑은 it out and said,
151
342000
2000
그것을 꺼내 이러셨죠.
05:59
"And people at MITMIT, they give out periodic주기적인 tables테이블."
152
344000
2000
“그리고 MIT 사람들은, 제게 주기율표를 주었습니다.”
06:01
So basically원래 what I didn't tell you
153
346000
3000
그러니 기본적으로 제가
06:04
is that about 500 million백만 years연령 ago...전에, organisms유기체 starter기동기 making만들기 materials기재,
154
349000
3000
말하지 않은 것은 5억년 전, 생물들이 물질을 만들기 시작했으나,
06:07
but it took~했다 them about 50 million백만 years연령 to get good at it.
155
352000
2000
그것을 잘 다루기까진 5천만년이 더 걸렸다는 것입니다.
06:09
It took~했다 them about 50 million백만 years연령
156
354000
2000
이 전복 껍질을 완벽히 만들도록
06:11
to learn배우다 how to perfect완전한 how to make that abalone전복 shell껍질.
157
356000
2000
배우는 것이 5천만년이 더 걸린겁니다.
06:13
And that's a hard단단한 sell팔다 to a graduate졸업하다 student학생. (Laughter웃음)
158
358000
2000
대학원생에겐 어려운 것이죠.
06:15
"I have this great project계획 -- 50 million백만 years연령."
159
360000
3000
“난 대단한 기획이 있어. 5천만년이 걸리는.”
06:18
And so we had to develop나타나게 하다 a way
160
363000
2000
그래서 우리는 이것을 더 빨리
06:20
of trying견딜 수 없는 to do this more rapidly빠르게.
161
365000
2000
하기 위해 방법을 개발해야 했습니다.
06:22
And so we use a virus바이러스 that's a non-toxic무독성 virus바이러스
162
367000
2000
우리는 무독성 바이러스인
06:24
called전화 한 M13 bacteriophage박테리오파지
163
369000
2000
M13 박테리오파지를 사용했습니다.
06:26
that's job is to infect감염시키다 bacteria박테리아.
164
371000
2000
그것은 박테리아를 감염시키죠.
06:28
Well it has a simple단순한 DNADNA structure구조
165
373000
2000
그것은 간단한 DNA 구조를 가져
06:30
that you can go in and cut절단 and paste
166
375000
2000
우리가 그것을 가지고 자르고 추가로
06:32
additional추가의 DNADNA sequences시퀀스들 into it.
167
377000
2000
DNA 서열을 붙일 수도 있습니다.
06:34
And by doing that, it allows허락하다 the virus바이러스
168
379000
2000
그리고 그것을 함으로써, 바이러스가
06:36
to express표하다 random무작위의 protein단백질 sequences시퀀스들.
169
381000
3000
무작위의 단백질 서열을 표현하게 합니다.
06:39
And this is pretty예쁜 easy쉬운 biotechnology생명 공학.
170
384000
2000
이것은 꽤 쉬운 생명공학입니다.
06:41
And you could basically원래 do this a billion십억 times타임스.
171
386000
2000
이것은 1조번 정도도 할 수 있죠.
06:43
And so you can go in and have a billion십억 different다른 viruses바이러스
172
388000
2000
또한 유전적으로 동일한 1조개의 다른 바이러스를
06:45
that are all genetically유 전적으로 identical같은,
173
390000
2000
만들 수도 있지만,
06:47
but they differ다르다 from each마다 other based기반 on their그들의 tips,
174
392000
2000
그것들은 각각의 끝에 있는, 한개의 단백질을
06:49
on one sequence순서
175
394000
2000
암호화하는
06:51
that codes코드들 for one protein단백질.
176
396000
2000
한 서열에 의해 차이점이 생깁니다.
06:53
Now if you take all billion십억 viruses바이러스,
177
398000
2000
만약 그 바이러스들을 가져다,
06:55
and you can put them in one drop하락 of liquid액체,
178
400000
2000
액체 한 방울에 주입하면,
06:57
you can force them to interact상호 작용하다 with anything you want on the periodic주기적인 table.
179
402000
3000
그것들이 여러분이 주기율표에 아무 원소와 소통하도록 강요하게 됩니다.
07:00
And through...을 통하여 a process방법 of selection선택 evolution진화,
180
405000
2000
발전을 선택하는 과정을 통해,
07:02
you can pull손잡이 one out of a billion십억 that does something that you'd당신은 like it to do,
181
407000
3000
여러분이 원하는 것을 하는, 꼭 배터리나 태양 전지를 만드는 것 같은,
07:05
like grow자라다 a battery배터리 or grow자라다 a solar태양 cell세포.
182
410000
2000
바이러스를 하나 뽑을 수도 있게 됩니다.
07:07
So basically원래, viruses바이러스 can't replicate뒤로 젖히다 themselves그들 자신; they need a host숙주.
183
412000
3000
기본적으로, 바이러스는 스스로 복제하지 못해 숙주가 필요합니다.
07:10
Once일단 you find that one out of a billion십억,
184
415000
2000
한번 1조의 바이러스 중 하나를 찾으면,
07:12
you infect감염시키다 it into a bacteria박테리아,
185
417000
2000
그것을 박테리아에 감염시켜,
07:14
and you make millions수백만 and billions수십억 of copies사본들
186
419000
2000
특정한 서열의 많은 수를
07:16
of that particular특별한 sequence순서.
187
421000
2000
복제 할 수 있게됩니다.
07:18
And so the other thing that's beautiful아름다운 about biology생물학
188
423000
2000
생물학의 또다른 아름다운 것은 그것이
07:20
is that biology생물학 gives주는 you really exquisite절묘한 structures구조
189
425000
2000
여러분께 멋진 수준의 연결들을 포함하는 정교한 구조를
07:22
with nice좋은 link링크 scales저울.
190
427000
2000
제공한다는 것입니다.
07:24
And these viruses바이러스 are long and skinny마른,
191
429000
2000
이런 바이러스들은 길고 가늘어,
07:26
and we can get them to express표하다 the ability능력
192
431000
2000
우리가 그것들을 이용해 반도체,
07:28
to grow자라다 something like semiconductors반도체
193
433000
2000
또는 배터리를 만드는 물질들을
07:30
or materials기재 for batteries배터리.
194
435000
2000
만들어내게 할 수 있습니다.
07:32
Now this is a high-powered고성능 battery배터리 that we grew자랐다 in my lab.
195
437000
3000
이것은 제 실험실에서 저희가 만든 고전력 배터리입니다.
07:35
We engineered조작 된 a virus바이러스 to pick선택 up carbon탄소 nanotubes나노 튜브.
196
440000
3000
저희는 탄소 나노튜브를 고르기 위해 바이러스를 조작했습니다.
07:38
So one part부품 of the virus바이러스 grabs움켜 잡다 a carbon탄소 nanotube나노 튜브.
197
443000
2000
바이러스의 다른 부분은 배터리를 위한
07:40
The other part부품 of the virus바이러스 has a sequence순서
198
445000
2000
전극 물질을 만들 수 있는
07:42
that can grow자라다 an electrode전극 material자료 for a battery배터리.
199
447000
3000
서열를 가지고 있습니다.
07:45
And then it wires전선 itself그 자체 to the current흐름 collector수집기.
200
450000
3000
그리고 스스로를 집전 장치에 전이합니다.
07:48
And so through...을 통하여 a process방법 of selection선택 evolution진화,
201
453000
2000
그리고 선택 진화 과정을 통해,
07:50
we went갔다 from being존재 able할 수 있는 to have a virus바이러스 that made만든 a crummy지저분한 battery배터리
202
455000
3000
저희는 형편없는 배터리를 가진 바이러스에서
07:53
to a virus바이러스 that made만든 a good battery배터리
203
458000
2000
좋은 배터리를 가진 바이러스로,
07:55
to a virus바이러스 that made만든 a record-breaking기록 갱신, high-powered고성능 battery배터리
204
460000
3000
현존수준을 넘어서는, 실온에서 만들어진, 기본적으로 벤치 위에 있는
07:58
that's all made만든 at room temperature온도, basically원래 at the bench벤치 top상단.
205
463000
3000
고전력의 바이러스를 가지게 되었습니다.
08:01
And that battery배터리 went갔다 to the White화이트 House for a press프레스 conference회의.
206
466000
3000
그 배터리는 백악관에 기자 회견을 위해 보내졌습니다.
08:04
I brought가져온 it here.
207
469000
2000
여기에 가져왔습니다.
08:06
You can see it in this case케이스 -- that's lighting조명 this LED.
208
471000
3000
이 케이스 안에 있는 게 보이시죠. 이 LED를 비추고있죠.
08:09
Now if we could scale규모 this,
209
474000
2000
이것을 확대해, 프리우스를
08:11
you could actually사실은 use it
210
476000
2000
달리게 사용할 수 있죠.
08:13
to run운영 your Prius프리우스,
211
478000
2000
그것은 제 꿈이기도 합니다.
08:15
which어느 is my dream -- to be able할 수 있는 to drive드라이브 a virus-powered바이러스로 구동되는 car.
212
480000
3000
바이러스로 달리는 차를 운전하게 하는거죠.
08:19
But it's basically원래 --
213
484000
2000
그러나 기본적으로,
08:21
you can pull손잡이 one out of a billion십억.
214
486000
3000
1조개의 바이러스 중 하나를 빼낼 수 있죠.
08:24
You can make lots of amplifications증폭 to it.
215
489000
2000
1조개의 바이러스 중 하나를 빼낼 수 있죠.
08:26
Basically원래, you make an amplification확대 in the lab,
216
491000
2000
기본적으로, 실험실안에서 확장을 만들 수 있습니다.
08:28
and then you get it to self-assemble자기 조립하다
217
493000
2000
그리고 배터리같은 구조로
08:30
into a structure구조 like a battery배터리.
218
495000
2000
자기 조립을 하게 합니다.
08:32
We're able할 수 있는 to do this also또한 with catalysis촉매 작용.
219
497000
2000
촉매제와 함께 이것을 할 수도 있습니다.
08:34
This is the example
220
499000
2000
이것은 물을
08:36
of photocatalytic광촉매 splitting파편 of water.
221
501000
2000
분리하는 광촉매의 예입니다.
08:38
And what we've우리는 been able할 수 있는 to do
222
503000
2000
그리고 저희가 가능하게 한 것은
08:40
is engineer기사 a virus바이러스 to basically원래 take dye-absorbing염료 흡수 molecules분자
223
505000
3000
바이러스를 조작해 염료를 흡수하는 분자를 가지고
08:43
and line them up on the surface표면 of the virus바이러스
224
508000
2000
그것들을 바이러스의 표면에 배열해
08:45
so it acts행위 as an antenna안테나,
225
510000
2000
안테나처럼 작동하게 하고,
08:47
and you get an energy에너지 transfer이전 across건너서 the virus바이러스.
226
512000
2000
우리는 바이러스를 통해 에너지를 전달하는 것입니다.
08:49
And then we give it a second둘째 gene유전자
227
514000
2000
저희는 유전자가 물이
08:51
to grow자라다 an inorganic무기의 material자료
228
516000
2000
깨끗한 연료로 사용될 수 있는
08:53
that can be used to split스플릿 water
229
518000
2000
산소와 수소로 나뉘게
08:55
into oxygen산소 and hydrogen수소
230
520000
2000
사용할 수 있는 무기물로
08:57
that can be used for clean깨끗한 fuels연료.
231
522000
2000
성장하게 잠시 둡니다.
08:59
And I brought가져온 an example with me of that today오늘.
232
524000
2000
오늘 제가 그 예를 가져왔습니다.
09:01
My students재학생 promised약속 한 me it would work.
233
526000
2000
저의 학생들이 잘 될것이라 약속했죠.
09:03
These are virus-assembled바이러스가 조립 된 nanowires나노 와이어.
234
528000
2000
이것들은 바이러스가 모은 나노와이어입니다.
09:05
When you shine광택 light on them, you can see them bubbling버블 링.
235
530000
3000
이것을 비추면, 거품이 솟는 것을 볼 수 있습니다.
09:08
In this case케이스, you're seeing oxygen산소 bubbles거품 come out.
236
533000
3000
이것을 비추면, 거품이 솟는 것을 볼 수 있습니다.
09:12
And basically원래, by controlling제어 the genes유전자,
237
537000
3000
유전자를 조정함으로써, 여러분의 장치의
09:15
you can control제어 multiple배수 materials기재 to improve돌리다 your device장치 performance공연.
238
540000
3000
수행능력을 향상시키기 위해 다수의 물질을 조정하게 됩니다.
09:18
The last example are solar태양 cells세포들.
239
543000
2000
마지막 예는 태양 전지입니다.
09:20
You can also또한 do this with solar태양 cells세포들.
240
545000
2000
태양전지를 사용해 이걸 할 수도 있죠
09:22
We've우리는 been able할 수 있는 to engineer기사 viruses바이러스
241
547000
2000
저희는 바이러스를 조작해 탄소 나노튜브를
09:24
to pick선택 up carbon탄소 nanotubes나노 튜브
242
549000
2000
골라 이산화티타늄을 그것들 주변에 자라게
09:26
and then grow자라다 titanium티탄 dioxide이산화물 around them --
243
551000
4000
할 수 있게되었고, 이것을 장치를 통해
09:30
and use as a way of getting점점 electrons전자들 through...을 통하여 the device장치.
244
555000
4000
전자를 얻는 방법으로 사용하게 되었습니다.
09:34
And what we've우리는 found녹이다 is through...을 통하여 genetic유전적인 engineering공학,
245
559000
2000
그리고 저희가 알아낸 것은, 유전자 공학을 통해,
09:36
we can actually사실은 increase증가하다
246
561000
2000
저희가 염료에 민감한
09:38
the efficiencies효율성 of these solar태양 cells세포들
247
563000
3000
시스템의 종류를 위해
09:41
to record기록 numbers번호
248
566000
2000
숫자를 기록하는
09:43
for these types유형 of dye-sensitized염료 감응 형 systems시스템.
249
568000
3000
태양 전지의 효율을 늘리게 되었습니다.
09:46
And I brought가져온 one of those as well
250
571000
2000
그중 하나를 또 가져와 후에
09:48
that you can play놀이 around with outside외부 afterward기후.
251
573000
3000
바깥에서 가지고 놀도록 하겠습니다.
09:51
So this is a virus-based바이러스 기반 solar태양 cell세포.
252
576000
2000
이것은 바이러스 기반의 태양 전지입니다.
09:53
Through을 통하여 evolution진화 and selection선택,
253
578000
2000
진화와 선택을 통해,
09:55
we took~했다 it from an eight여덟 percent퍼센트 efficiency능률 solar태양 cell세포
254
580000
3000
저희는 8%의 효율을 가진 태양 전지를
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to an 11 percent퍼센트 efficiency능률 solar태양 cell세포.
255
583000
3000
11% 효율로 끌어올리게 되었습니다.
10:01
So I hope기대 that I've convinced납득시키다 you
256
586000
2000
자, 자연이 어떻게
10:03
that there's a lot of great, interesting재미있는 things to be learned배운
257
588000
3000
물질들을 만드는지 배우는 것엔 엄청나고 흥미로운 것이
10:06
about how nature자연 makes~을 만든다 materials기재 --
258
591000
2000
있다고 잘 확인시켜드렸길 바랍니다.
10:08
and taking취득 it the next다음 것 step단계
259
593000
2000
그리고 이것을 다음 단계로 가져가
10:10
to see if you can force,
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595000
2000
자연이 물질을 만드는 것에
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or whether인지 어떤지 you can take advantage이점 of how nature자연 makes~을 만든다 materials기재,
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597000
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장점을 얻거나, 조정해 자연이 아직 만들려고 하직 않았던 것을
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to make things that nature자연 hasn't~하지 않았다. yet아직 dreamed꿈꾸는 of making만들기.
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599000
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얻을 수도 있나 보는 거죠.
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Thank you.
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602000
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감사합니다.
Translated by Bianca Lee
Reviewed by InHyuk Song

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ABOUT THE SPEAKER
Angela Belcher - Biological engineer
Angela Belcher looks to nature for inspiration on how to engineer viruses to create extraordinary new materials.

Why you should listen

With a bachelors in Creative Studies and a Ph.D. in Inorganic Chemistry, Angela Belcher has made a career out of finding surprising and innovative solutions to energy problems.

As head of the Biomolecular Materials Group at MIT, Belcher brings together the fields of materials chemistry, electrical engineering and molecular biology to engineer viruses that can create batteries and clean energy sources. A MacArthur Fellow, she also founded Cambrios Technologies, a Cambridge-based startup focused on applying her work with natural biological systems to the manufacture and assembly of electronic, magnetic and other commercially important materials. TIME magazine named her a climate-change hero in 2007.

Watch an animation of Angela Belcher's life story >>

More profile about the speaker
Angela Belcher | Speaker | TED.com