TEDxCaltech
Angela Belcher: Using nature to grow batteries
Angela Belcher : Utiliser la nature pour faire pousser des batteries
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Inspirée par une coquille d'ormeau, Angela Belcher programme des virus pour créer d'élégantes structures nanométriques que les humains peuvent utiliser. En sélectionnant des gènes à haut rendement grâce à l'évolution dirigée, elle a produit des virus qui peuvent construire de nouvelles batteries puissantes, des carburants propres à base d'hydrogène et des batteries solaires qui battent les records. A TEDxCaltech, elle nous montre comment c'est fait.
Angela Belcher - Biological engineer
Angela Belcher looks to nature for inspiration on how to engineer viruses to create extraordinary new materials. Full bio
Angela Belcher looks to nature for inspiration on how to engineer viruses to create extraordinary new materials. Full bio
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I thought I would talk a little bit about how nature makes materials.
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3000
J'ai pensé vous parler un peu de la façon dont la nature crée des matériaux.
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I brought along with me an abalone shell.
1
3000
2000
J'ai apporté avec moi une coquille d'ormeau.
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This abalone shell is a biocomposite material
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5000
3000
Cette coquille d'ormeau est un matériau biocomposite
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that's 98 percent by mass calcium carbonate
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3000
c'est 98 % en masse de carbonate de calcium
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and two percent by mass protein.
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et 2% en masse de protéines.
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Yet, it's 3,000 times tougher
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Pourtant, elle est 3 000 fois plus résistante
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than its geological counterpart.
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15000
2000
que son homologue géologique.
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And a lot of people might use structures like abalone shells,
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17000
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Et beaucoup de gens peuvent utiliser des structures comme les coquilles d'ormeau,
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like chalk.
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20000
2000
comme de la craie.
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I've been fascinated by how nature makes materials,
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22000
2000
Je suis fascinée par la façon dont la nature crée des matériaux,
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and there's a lot of sequence
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24000
2000
et il y a beaucoup de séquence
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to how they do such an exquisite job.
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2000
dans la façon dont ils font un travail délicat.
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Part of it is that these materials
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28000
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C'est en partie parce que ces matériaux
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are macroscopic in structure,
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30000
2000
ont des structures macroscopiques,
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but they're formed at the nanoscale.
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32000
2000
mais ils sont formés à l'échelle nanométrique.
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They're formed at the nanoscale,
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34000
2000
Ils sont formés à l'échelle nanométrique,
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and they use proteins that are coded by the genetic level
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36000
3000
et ils utilisent des protéines qui sont codées au niveau génétique
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that allow them to build these really exquisite structures.
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39000
3000
qui leur permettent de construire ces structures vraiment délicates.
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So something I think is very fascinating
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42000
2000
Donc, je pense que c'est vraiment fascinant
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is what if you could give life
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44000
3000
de se demander si on pourrait donner vie
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to non-living structures,
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47000
2000
à des structures inertes,
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like batteries and like solar cells?
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49000
2000
comme les piles et comme les cellules photovoltaïques.
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What if they had some of the same capabilities
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51000
2000
Et si elles avaient quelques-unes des capacités
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that an abalone shell did,
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53000
2000
d'une coquille d'ormeau,
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in terms of being able
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55000
2000
en termes de capacité
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to build really exquisite structures
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57000
2000
à construire des structures vraiment délicates
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at room temperature and room pressure,
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59000
2000
à température et pression ambiantes,
01:16
using non-toxic chemicals
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2000
en utilisant des produits chimiques non-toxiques
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and adding no toxic materials back into the environment?
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63000
3000
et en ne rejetant aucune matière toxique dans l'environnement?
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So that's the vision that I've been thinking about.
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66000
3000
Voilà donc la vision à laquelle j'ai réfléchi.
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And so what if you could grow a battery in a Petri dish?
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69000
2000
Et donc si on pouvait faire pousser une batterie dans une boîte de Petri?
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Or, what if you could give genetic information to a battery
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71000
3000
Ou, si on pouvait donner des informations génétiques à une batterie
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so that it could actually become better
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74000
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afin qu'elle puisse effectivement devenir meilleure
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as a function of time,
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2000
en fonction du temps,
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and do so in an environmentally friendly way?
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78000
2000
et le faire d'une manière respectueuse de l'environnement?
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And so, going back to this abalone shell,
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80000
3000
Et donc, pour revenir à cette coquille d'ormeau,
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besides being nano-structured,
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83000
2000
en plus d'être nano-structurée,
01:40
one thing that's fascinating,
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85000
2000
une chose fascinante,
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is when a male and a female abalone get together,
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87000
2000
c'est quand un mâle et une femelle ormeau se réunissent,
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they pass on the genetic information
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89000
2000
ils transmettent les informations génétiques
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that says, "This is how to build an exquisite material.
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91000
3000
qui disent: "Voilà comment construire un matériau délicat.
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Here's how to do it at room temperature and pressure,
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94000
2000
Voici comment le faire à température et pression ambiantes,
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using non-toxic materials."
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96000
2000
en utilisant des matériaux non-toxiques. "
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Same with diatoms, which are shown right here, which are glasseous structures.
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3000
Même avec des diatomées, qu'on voit ici, qui sont des structures de verre.
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Every time the diatoms replicate,
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101000
2000
Chaque fois que les diatomées se répliquent,
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they give the genetic information that says,
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103000
2000
elles donnent des informations génétiques qui disent:
02:00
"Here's how to build glass in the ocean
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105000
2000
"Voici comment construire du verre dans l'océan
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that's perfectly nano-structured.
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107000
2000
qui soit parfaitement nano-structuré.
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And you can do it the same, over and over again."
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109000
2000
Et vous pouvez le refaire, encore et encore. "
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So what if you could do the same thing
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111000
2000
Alors, si l'on pouvait faire la même chose
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with a solar cell or a battery?
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113000
2000
avec une cellule phovoltaïque ou une batterie?
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I like to say my favorite biomaterial is my four year-old.
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115000
3000
Je tiens à dire mon biomatériau préféré est mon enfant de quatre ans.
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But anyone who's ever had, or knows, small children
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118000
3000
Mais quiconque a déjà eu, ou connait, de jeunes enfants
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knows they're incredibly complex organisms.
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121000
3000
sait qu'ils sont des organismes incroyablement complexes.
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And so if you wanted to convince them
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124000
2000
Et si vous voulez les convaincre
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to do something they don't want to do, it's very difficult.
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126000
2000
de faire quelque chose qu'ils ne veulent pas faire, c'est très difficile.
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So when we think about future technologies,
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128000
3000
Donc, quand on pense aux technologies de l'avenir,
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we actually think of using bacteria and virus,
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131000
2000
nous pensons en fait à utiliser des bactéries et des virus,
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simple organisms.
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133000
2000
des organismes simples.
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Can you convince them to work with a new toolbox,
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135000
2000
Peut-on les convaincre de travailler avec une nouvelle boîte à outils,
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so that they can build a structure
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137000
2000
afin qu'ils puissent construire une structure
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that will be important to me?
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139000
2000
qui sera importante pour moi?
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Also, when we think about future technologies,
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141000
2000
En outre, nous réfléchissons aux technologies de l'avenir.
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we start with the beginning of Earth.
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143000
2000
Nous commençons par l'origine de la Terre.
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Basically, it took a billion years
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145000
2000
En gros, il a fallu un milliard d'années
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to have life on Earth.
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147000
2000
pour qu'il y ait de la vie sur Terre.
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And very rapidly, they became multi-cellular,
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149000
2000
Et très rapidement, les êtres vivants sont devenus multi-cellulaires,
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they could replicate, they could use photosynthesis
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151000
3000
ils ont pu se répliquer, utiliser la photosynthèse
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as a way of getting their energy source.
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154000
2000
comme un moyen de récupérer leur source d'énergie.
02:51
But it wasn't until about 500 million years ago --
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156000
2000
Mais il y a seulement environ 500 millions d'années -
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during the Cambrian geologic time period --
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158000
2000
au cours de la période cambrienne -
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that organisms in the ocean started making hard materials.
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160000
3000
que les organismes dans l'océan ont commencé à créer des matériaux durs.
02:58
Before that, they were all soft, fluffy structures.
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163000
3000
Avant cela, c'étaient des structures toutes molles, moelleuses.
03:01
And it was during this time
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166000
2000
Et c'est pendant cette période
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that there was increased calcium and iron
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168000
2000
qu'il y a eu plus de calcium et de fer
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and silicon in the environment,
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170000
2000
et de silicium dans l'environnement.
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and organisms learned how to make hard materials.
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172000
3000
Et les organismes ont appris à faire des matériaux durs.
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And so that's what I would like be able to do --
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175000
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Et c'est ce que je voudrais être en mesure de le faire -
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convince biology
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177000
2000
convaincre la biologie
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to work with the rest of the periodic table.
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179000
2000
de travailler avec le reste du tableau périodique.
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Now if you look at biology,
80
181000
2000
Maintenant, si vous regardez la biologie,
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there's many structures like DNA and antibodies
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183000
2000
il y a de nombreuses structures comme l'ADN et les anticorps
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and proteins and ribosomes that you've heard about
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185000
2000
et les protéines et les ribosomes dont vous avez entendu parler
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that are already nano-structured.
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187000
2000
qui sont déjà nano-structurés.
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So nature already gives us
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189000
2000
Donc la nature nous donne déjà
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really exquisite structures on the nanoscale.
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191000
2000
des structures vraiment délicates à l'échelle nanométrique.
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What if we could harness them
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193000
2000
Et si nous pouvions les mettre à profit
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and convince them to not be an antibody
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195000
2000
et les convaincre de ne pas être un anticorps
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that does something like HIV?
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197000
2000
qui fasse quelque chose comme le VIH?
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But what if we could convince them
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199000
2000
Mais si on pouvait les convaincre
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to build a solar cell for us?
90
201000
2000
de construire une cellule photovoltaïque pour nous?
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So here are some examples: these are some natural shells.
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203000
2000
Alors voici quelques exemples: ce sont quelques coquilles naturelles.
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There are natural biological materials.
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205000
2000
Il existe des matériaux naturels biologiques.
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The abalone shell here -- and if you fracture it,
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207000
2000
La coquille d'ormeau ici - et si vous la fracturez,
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you can look at the fact that it's nano-structured.
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209000
2000
vous pouvez voir le fait que c'est nano-structuré.
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There's diatoms made out of SIO2,
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211000
3000
Il y a des diatomées fabriquées à partir de SiO2,
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and they're magnetotactic bacteria
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214000
2000
et ce sont des bactéries magnétotactiques
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that make small, single-domain magnets used for navigation.
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216000
3000
qui font de petits aimants à domaine unique utilisés pour la navigation.
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What all these have in common
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219000
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Ce qu'ils ont tous en commun
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is these materials are structured at the nanoscale,
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221000
2000
c'est que ces matériaux sont structurés à l'échelle nanométrique,
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and they have a DNA sequence
100
223000
2000
et qu'ils ont une séquence d'ADN
04:00
that codes for a protein sequence
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225000
2000
qui code une séquence protéique,
04:02
that gives them the blueprint
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227000
2000
qui leur donne le plan
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to be able to build these really wonderful structures.
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229000
2000
pour qu'ils puissent construire ces structures vraiment merveilleuses.
04:06
Now, going back to the abalone shell,
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231000
2000
Maintenant, pour revenir à la coquille d'ormeau,
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the abalone makes this shell by having these proteins.
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233000
3000
l'ormeau fait cette coquille grâce à ces protéines.
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These proteins are very negatively charged.
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236000
2000
Ces protéines sont très chargées négativement.
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And they can pull calcium out of the environment,
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238000
2000
Et elles peuvent tirer du calcium de l'environnement,
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put down a layer of calcium and then carbonate, calcium and carbonate.
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240000
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appliquer une couche de calcium, puis du carbonate, du calcium et du carbonate.
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It has the chemical sequences of amino acids,
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243000
3000
Il a les séquences chimiques des acides aminés
04:21
which says, "This is how to build the structure.
110
246000
2000
qui disent: "C'est comme ça qu'on construit la structure.
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Here's the DNA sequence, here's the protein sequence
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248000
2000
Voici la séquence d'ADN, voici la séquence de la protéine
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in order to do it."
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250000
2000
pour le faire. "
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And so an interesting idea is, what if you could take any material that you wanted,
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252000
3000
Et donc une idée intéressante est, si vous pouviez prendre n'importe quel matériau,
04:30
or any element on the periodic table,
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255000
2000
ou tout autre élément du tableau périodique,
04:32
and find its corresponding DNA sequence,
115
257000
3000
et trouver sa séquence d'ADN correspondante,
04:35
then code it for a corresponding protein sequence
116
260000
2000
et puis le coder en une séquence de protéine correspondante
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to build a structure, but not build an abalone shell --
117
262000
3000
pour construire une structure, mais pas une coquille d'ormeau -
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build something that, through nature,
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265000
2000
construire quelque chose avec quoi, parmi toute la nature,
04:42
it has never had the opportunity to work with yet.
119
267000
3000
il n'a jamais encore eu l'occasion de travailler .
04:45
And so here's the periodic table.
120
270000
2000
Et voici donc le tableau périodique.
04:47
And I absolutely love the periodic table.
121
272000
2000
Et j'adore vraiment le tableau périodique.
04:49
Every year for the incoming freshman class at MIT,
122
274000
3000
Chaque année pour la classe de première année entrant au MIT,
04:52
I have a periodic table made that says,
123
277000
2000
je fais un tableau périodique qui dit:
04:54
"Welcome to MIT. Now you're in your element."
124
279000
3000
"Bienvenue au MIT. Maintenant vous êtes dans votre élément."
04:57
And you flip it over, and it's the amino acids
125
282000
3000
Et vous le retournez, et c'est les acides aminés
05:00
with the PH at which they have different charges.
126
285000
2000
avec le PH auquel ils ont des charges différentes.
05:02
And so I give this out to thousands of people.
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287000
3000
Et donc je le donne à des milliers de personnes.
05:05
And I know it says MIT, and this is Caltech,
128
290000
2000
Et je sais qu'il y a écrit MIT, et ici c'est Caltech,
05:07
but I have a couple extra if people want it.
129
292000
2000
mais j'en ai quelques-uns en plus si quelqu'un en veut.
05:09
And I was really fortunate
130
294000
2000
Et j'ai vraiment eu de la chance
05:11
to have President Obama visit my lab this year
131
296000
2000
que le président Obama visite mon laboratoire cette année
05:13
on his visit to MIT,
132
298000
2000
lors de sa visite au MIT,
05:15
and I really wanted to give him a periodic table.
133
300000
2000
et je voulais vraiment lui donner un tableau périodique.
05:17
So I stayed up at night, and I talked to my husband,
134
302000
2000
J'ai donc veillé tard, et j'ai parlé à mon mari,
05:19
"How do I give President Obama a periodic table?
135
304000
3000
"Comment puis-je donner au président Obama un tableau périodique?
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What if he says, 'Oh, I already have one,'
136
307000
2000
Que faire s'il dit, 'Oh, j'en ai déjà un, '
05:24
or, 'I've already memorized it'?" (Laughter)
137
309000
2000
ou, 'je l'ai déjà mémorisé ?"
05:26
And so he came to visit my lab
138
311000
2000
Et il est venu visiter mon laboratoire
05:28
and looked around -- it was a great visit.
139
313000
2000
et il a regardé autour de lui - ce fut une excellente visite.
05:30
And then afterward, I said,
140
315000
2000
Et puis après, j'ai dit,
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"Sir, I want to give you the periodic table
141
317000
2000
"Monsieur, je veux vous donner le tableau périodique
05:34
in case you're ever in a bind and need to calculate molecular weight."
142
319000
4000
pour le jour où vous seriez dans une impasse et devriez calculer un poids moléculaire. "
05:38
And I thought molecular weight sounded much less nerdy
143
323000
2000
Et j'ai pensé que poids moléculaire sonnait beaucoup moins ringard
05:40
than molar mass.
144
325000
2000
que masse molaire.
05:42
And so he looked at it,
145
327000
2000
Et il l'a regardé,
05:44
and he said,
146
329000
2000
Et il a dit:
05:46
"Thank you. I'll look at it periodically."
147
331000
2000
"Je vous remercie. Je vais le regarder périodiquement."
05:48
(Laughter)
148
333000
2000
(Rires)
05:50
(Applause)
149
335000
4000
(Applaudissements)
05:54
And later in a lecture that he gave on clean energy,
150
339000
3000
Et plus tard dans une conférence qu'il a donnée sur l'énergie propre,
05:57
he pulled it out and said,
151
342000
2000
il l'a sorti et a dit:
05:59
"And people at MIT, they give out periodic tables."
152
344000
2000
"Et les gens au MIT, ils donnent des tableaux périodiques".
06:01
So basically what I didn't tell you
153
346000
3000
Donc, en gros, ce que je ne vous ai pas dit
06:04
is that about 500 million years ago, organisms starter making materials,
154
349000
3000
c'est qu'il y a près de 500 millions d'années, les organismes ont commencé à fabriquer des matériaux,
06:07
but it took them about 50 million years to get good at it.
155
352000
2000
mais il leur a fallu environ 50 millions d'années pour devenir bons.
06:09
It took them about 50 million years
156
354000
2000
Il leur a fallu environ 50 millions d'années
06:11
to learn how to perfect how to make that abalone shell.
157
356000
2000
pour apprendre à parfaire la manière de faire cette coquille d'ormeau.
06:13
And that's a hard sell to a graduate student. (Laughter)
158
358000
2000
Et c'est difficile à vendre à un étudiant diplômé.
06:15
"I have this great project -- 50 million years."
159
360000
3000
"J'ai ce grand projet -. 50 millions d'années"
06:18
And so we had to develop a way
160
363000
2000
Et nous avons donc dû développer une façon
06:20
of trying to do this more rapidly.
161
365000
2000
d'essayer de le faire plus rapidement.
06:22
And so we use a virus that's a non-toxic virus
162
367000
2000
Et donc nous utilisons un virus qui est un virus non-toxique
06:24
called M13 bacteriophage
163
369000
2000
appelé bactériophage M13
06:26
that's job is to infect bacteria.
164
371000
2000
dont c'est le travail d'infecter les bactéries.
06:28
Well it has a simple DNA structure
165
373000
2000
Eh bien, il a une structure ADN simple
06:30
that you can go in and cut and paste
166
375000
2000
que vous pouvez couper et y coller
06:32
additional DNA sequences into it.
167
377000
2000
des séquences d'ADN supplémentaires.
06:34
And by doing that, it allows the virus
168
379000
2000
Et ce faisant, il permet au virus
06:36
to express random protein sequences.
169
381000
3000
d'exprimer des séquences de protéines aléatoires.
06:39
And this is pretty easy biotechnology.
170
384000
2000
Et cela est de la biotechnologie assez facile .
06:41
And you could basically do this a billion times.
171
386000
2000
Et vous pourriez le faire en gros un milliard de fois.
06:43
And so you can go in and have a billion different viruses
172
388000
2000
Et donc vous pouvez obtenir un milliard de virus différents
06:45
that are all genetically identical,
173
390000
2000
qui sont tous génétiquement identiques,
06:47
but they differ from each other based on their tips,
174
392000
2000
mais ils diffèrent les uns des autres en fonction de leurs terminaisons,
06:49
on one sequence
175
394000
2000
sur une séquence
06:51
that codes for one protein.
176
396000
2000
qui code une protéine.
06:53
Now if you take all billion viruses,
177
398000
2000
Maintenant si vous prenez tous les milliards de virus,
06:55
and you can put them in one drop of liquid,
178
400000
2000
et vous pouvez les mettre dans une goutte de liquide,
06:57
you can force them to interact with anything you want on the periodic table.
179
402000
3000
vous pouvez les forcer à interagir avec tout ce que vous voulez sur le tableau périodique.
07:00
And through a process of selection evolution,
180
405000
2000
Et à travers un processus d'évolution de sélection,
07:02
you can pull one out of a billion that does something that you'd like it to do,
181
407000
3000
vous pouvez en tirer un sur un milliard qui fait quelque chose que vous aimeriez qu'il fasse,
07:05
like grow a battery or grow a solar cell.
182
410000
2000
comme de cultiver une batterie ou développer une cellule photovoltaïque.
07:07
So basically, viruses can't replicate themselves; they need a host.
183
412000
3000
Donc, en gros, les virus ne peuvent pas se reproduire, ils ont besoin d'un hôte.
07:10
Once you find that one out of a billion,
184
415000
2000
Une fois que vous trouvez celui sur un milliard,
07:12
you infect it into a bacteria,
185
417000
2000
vous en infectez une bactérie,
07:14
and you make millions and billions of copies
186
419000
2000
et vous faites des millions et des milliards de copies
07:16
of that particular sequence.
187
421000
2000
de cette séquence particulière.
07:18
And so the other thing that's beautiful about biology
188
423000
2000
Et ce qu'il y a aussi de beau dans la biologie
07:20
is that biology gives you really exquisite structures
189
425000
2000
c'est que la biologie vous donne des structures vraiment délicates
07:22
with nice link scales.
190
427000
2000
avec de belles échelles de connexion.
07:24
And these viruses are long and skinny,
191
429000
2000
Et ces virus sont longs et maigres,
07:26
and we can get them to express the ability
192
431000
2000
et nous pouvons les amener à exprimer la capacité
07:28
to grow something like semiconductors
193
433000
2000
à développer quelque chose comme les semi-conducteurs
07:30
or materials for batteries.
194
435000
2000
ou des matériaux pour les batteries.
07:32
Now this is a high-powered battery that we grew in my lab.
195
437000
3000
Maintenant, voici d'une batterie haute puissance que nous avons développée dans mon laboratoire.
07:35
We engineered a virus to pick up carbon nanotubes.
196
440000
3000
Nous avons conçu un virus pour ramasser des nanotubes de carbone.
07:38
So one part of the virus grabs a carbon nanotube.
197
443000
2000
Donc, une partie du virus attrape un nanotube de carbone.
07:40
The other part of the virus has a sequence
198
445000
2000
L'autre partie du virus a une séquence
07:42
that can grow an electrode material for a battery.
199
447000
3000
qui peut développer un matériau d'électrode pour une batterie.
07:45
And then it wires itself to the current collector.
200
450000
3000
Et puis il se connecte lui-même au courant collecteur.
07:48
And so through a process of selection evolution,
201
453000
2000
Et donc à travers un processus d'évolution de sélection,
07:50
we went from being able to have a virus that made a crummy battery
202
455000
3000
nous sommes passés d'un virus qui créait une batterie minable
07:53
to a virus that made a good battery
203
458000
2000
à un virus qui fait une bonne batterie
07:55
to a virus that made a record-breaking, high-powered battery
204
460000
3000
à un virus qui a fait une batterie de forte puissance qui bat des records
07:58
that's all made at room temperature, basically at the bench top.
205
463000
3000
le tout, fait à température ambiante, essentiellement sur la paillasse.
08:01
And that battery went to the White House for a press conference.
206
466000
3000
Et cette batterie est allée à la Maison Blanche pour une conférence de presse.
08:04
I brought it here.
207
469000
2000
Je l'ai amenée ici.
08:06
You can see it in this case -- that's lighting this LED.
208
471000
3000
Vous pouvez le voir dans cette boite - elle éclaire ce LED.
08:09
Now if we could scale this,
209
474000
2000
Maintenant, si nous pouvions en augmenter l'échelle,
08:11
you could actually use it
210
476000
2000
vous pourriez effectivement l'utiliser
08:13
to run your Prius,
211
478000
2000
pour faire fonctionner votre Prius,
08:15
which is my dream -- to be able to drive a virus-powered car.
212
480000
3000
ce qui est mon rêve - pouvoir conduire une voiture à propulsion virus.
08:19
But it's basically --
213
484000
2000
Mais il s'agit essentiellement -
08:21
you can pull one out of a billion.
214
486000
3000
vous pouvez tirer un sur un milliard.
08:24
You can make lots of amplifications to it.
215
489000
2000
Vous pouvez l'amplifier beaucoup
08:26
Basically, you make an amplification in the lab,
216
491000
2000
En gros, vous faites une amplification dans le laboratoire.
08:28
and then you get it to self-assemble
217
493000
2000
Et puis, vous le faites s'auto-assembler
08:30
into a structure like a battery.
218
495000
2000
en une structure semblable à une batterie.
08:32
We're able to do this also with catalysis.
219
497000
2000
Nous sommes en mesure de le faire aussi par catalyse.
08:34
This is the example
220
499000
2000
C'est l'exemple
08:36
of photocatalytic splitting of water.
221
501000
2000
du fractionnement photocatalytique de l'eau.
08:38
And what we've been able to do
222
503000
2000
Et ce que nous avons pu faire
08:40
is engineer a virus to basically take dye-absorbing molecules
223
505000
3000
c'est concevoir un virus pour qu'il prenne des molécules qui absorbent les colorants
08:43
and line them up on the surface of the virus
224
508000
2000
et les aligne sur la surface du virus
08:45
so it acts as an antenna,
225
510000
2000
pour qu'il agisse comme une antenne,
08:47
and you get an energy transfer across the virus.
226
512000
2000
et vous obtenez un transfert d'énergie à travers le virus.
08:49
And then we give it a second gene
227
514000
2000
Et puis on lui donne un second gène
08:51
to grow an inorganic material
228
516000
2000
pour développer un matériau inorganique
08:53
that can be used to split water
229
518000
2000
qui puisse être utilisé pour décomposer l'eau
08:55
into oxygen and hydrogen
230
520000
2000
en oxygène et en hydrogène,
08:57
that can be used for clean fuels.
231
522000
2000
qui puisse être utilisé pour des carburants propres.
08:59
And I brought an example with me of that today.
232
524000
2000
Et j'en ai apporté avec moi un exemple aujourd'hui.
09:01
My students promised me it would work.
233
526000
2000
Mes étudiants m'ont promis que ça marcherait.
09:03
These are virus-assembled nanowires.
234
528000
2000
Ce sont des nanofils assemblés par des virus.
09:05
When you shine light on them, you can see them bubbling.
235
530000
3000
Lorsque vous les mettez sous la lumière, vous les voyez faire des bulles.
09:08
In this case, you're seeing oxygen bubbles come out.
236
533000
3000
Dans le cas présent, vous voyez des bulles d'oxygène sortir..
09:12
And basically, by controlling the genes,
237
537000
3000
Et dans le fond en contrôlant les gènes,
09:15
you can control multiple materials to improve your device performance.
238
540000
3000
vous pouvez contrôler des matériaux multiples pour améliorer les performances de votre appareil.
09:18
The last example are solar cells.
239
543000
2000
Le dernier exemple sont des cellules photovoltaïques.
09:20
You can also do this with solar cells.
240
545000
2000
Vous pouvez aussi le faire avec des cellules photovoltaïques.
09:22
We've been able to engineer viruses
241
547000
2000
Nous avons été en mesure de concevoir des virus
09:24
to pick up carbon nanotubes
242
549000
2000
pour ramasser des nanotubes de carbone
09:26
and then grow titanium dioxide around them --
243
551000
4000
et ensuite générer du dioxyde de titane autour -
09:30
and use as a way of getting electrons through the device.
244
555000
4000
et les utiliser pour obtenir des électrons à travers le dispositif.
09:34
And what we've found is through genetic engineering,
245
559000
2000
Et ce que nous avons constaté c'est que, grâce au génie génétique,
09:36
we can actually increase
246
561000
2000
on peut vraiment augmenter
09:38
the efficiencies of these solar cells
247
563000
3000
l'efficacité de ces cellules photovoltaïques
09:41
to record numbers
248
566000
2000
pour enregistrer les chiffres
09:43
for these types of dye-sensitized systems.
249
568000
3000
pour ces types de systèmes sensibles aux colorants.
09:46
And I brought one of those as well
250
571000
2000
Et j'en ai apporté un aussi
09:48
that you can play around with outside afterward.
251
573000
3000
pour que vous puissiez jouer avec à l'extérieur par la suite.
09:51
So this is a virus-based solar cell.
252
576000
2000
Il s'agit donc d'une cellule photovoltaïque à base de virus.
09:53
Through evolution and selection,
253
578000
2000
Grâce à l'évolution et la sélection,
09:55
we took it from an eight percent efficiency solar cell
254
580000
3000
nous l'avons fait passer d'une cellule solaire à 8 % d'efficacité
09:58
to an 11 percent efficiency solar cell.
255
583000
3000
à une cellule à 11 % d'efficacité.
10:01
So I hope that I've convinced you
256
586000
2000
J'espère donc que je vous ai convaincus
10:03
that there's a lot of great, interesting things to be learned
257
588000
3000
qu'il y a beaucoup de grandes choses intéressantes à apprendre
10:06
about how nature makes materials --
258
591000
2000
sur comment la nature crée les matériaux -
10:08
and taking it the next step
259
593000
2000
et en l'amenant à l'étape suivante
10:10
to see if you can force,
260
595000
2000
pour voir si on peut forcer,
10:12
or whether you can take advantage of how nature makes materials,
261
597000
2000
ou si on peut profiter de la manière dont la nature crée les matériaux,
10:14
to make things that nature hasn't yet dreamed of making.
262
599000
3000
pour créer des choses que la nature n'a pas encore rêvé de créer.
10:17
Thank you.
263
602000
2000
Merci.
ABOUT THE SPEAKER
Angela Belcher - Biological engineerAngela 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 >>
Angela Belcher | Speaker | TED.com