TEDxCaltech
Angela Belcher: Using nature to grow batteries
Angela Belcher: Menggunakan alam untuk menumbuhkan baterai
Filmed:
Readability: 4.7
971,791 views
Terinspirasi oleh sebuah cangkang abalon, Angela Belcher memrogram virus untuk membuat struktur skala nano yang elegan yang dapat digunakan manusia. Dengan memilih gen yang berkinerja baik melalui evolusi terarah, dia menghasilkan virus yang dapat menyusun baterai baru yang kuat, bahan bakar hidrogen, dan sel surya yang memecahkan rekor. Di TEDxCaltech, dia menunjukkan bagaimana dia melakukannya.
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:15
I thought I would talk a little bit about how nature makes materials.
0
0
3000
Saya akan berbicara sedikit tentang bagaimana alam membuat material.
00:18
I brought along with me an abalone shell.
1
3000
2000
Saya membawa sebuah cangkang abalon.
00:20
This abalone shell is a biocomposite material
2
5000
3000
Cangkang abalon ini adalah sebuah material biokomposit
00:23
that's 98 percent by mass calcium carbonate
3
8000
3000
yang 98 persen massanya kalsium karbonat
00:26
and two percent by mass protein.
4
11000
2000
dan dua persen massanya protein.
00:28
Yet, it's 3,000 times tougher
5
13000
2000
Tapi, benda ini 3.000 kali lebih kuat
00:30
than its geological counterpart.
6
15000
2000
dari material geologis yang ada.
00:32
And a lot of people might use structures like abalone shells,
7
17000
3000
Banyak orang bisa menggunakan struktur seperti abalon ini,
00:35
like chalk.
8
20000
2000
untuk kapur misalnya.
00:37
I've been fascinated by how nature makes materials,
9
22000
2000
Saya terpesona oleh bagaimana alam membuat material,
00:39
and there's a lot of sequence
10
24000
2000
dan ada banyak urutan
00:41
to how they do such an exquisite job.
11
26000
2000
bagaimana mereka dapat melakukan pekerjaan serinci itu.
00:43
Part of it is that these materials
12
28000
2000
Sebagian alasannya adalah karena material ini
00:45
are macroscopic in structure,
13
30000
2000
secara struktur makroskopik,
00:47
but they're formed at the nanoscale.
14
32000
2000
tapi mereka dibentuk di skala nano.
00:49
They're formed at the nanoscale,
15
34000
2000
Mereka dibentuk di skala nano,
00:51
and they use proteins that are coded by the genetic level
16
36000
3000
dan mereka menggunakan protein yang disandi di tingkat genetik
00:54
that allow them to build these really exquisite structures.
17
39000
3000
yang memampukan mereka membangun struktur yang sangat rinci ini.
00:57
So something I think is very fascinating
18
42000
2000
Jadi, yang menurut saya sangat menarik
00:59
is what if you could give life
19
44000
3000
adalah bagaimana bila Anda dapat memberi kehidupan
01:02
to non-living structures,
20
47000
2000
pada struktur yang tidak hidup,
01:04
like batteries and like solar cells?
21
49000
2000
seperti baterai dan sel surya?
01:06
What if they had some of the same capabilities
22
51000
2000
Bagaimana bila mereka punya kemampuan yang sama
01:08
that an abalone shell did,
23
53000
2000
seperti yang dilakukan cangkang abalon itu,
01:10
in terms of being able
24
55000
2000
dalam artian mampu
01:12
to build really exquisite structures
25
57000
2000
membangun struktur yang sangat rinci
01:14
at room temperature and room pressure,
26
59000
2000
pada suhu dan tekanan ruangan,
01:16
using non-toxic chemicals
27
61000
2000
menggunakan bahan yang tidak beracun
01:18
and adding no toxic materials back into the environment?
28
63000
3000
dan tidak membuang bahan beracun ke lingkungan?
01:21
So that's the vision that I've been thinking about.
29
66000
3000
Itulah visi yang selama ini saya pikirkan.
01:24
And so what if you could grow a battery in a Petri dish?
30
69000
2000
Jadi bagaimana bila Anda bisa menumbuhkan baterai dalam cawan petri?
01:26
Or, what if you could give genetic information to a battery
31
71000
3000
Atau, bagaimana bila Anda dapat memberi informasi genetik pada sebuah baterai
01:29
so that it could actually become better
32
74000
2000
sehingga baterai itu dapat berfungsi lebih baik
01:31
as a function of time,
33
76000
2000
seiring berjalannya waktu,
01:33
and do so in an environmentally friendly way?
34
78000
2000
dan melakukannya dengan cara yang ramah lingkungan?
01:35
And so, going back to this abalone shell,
35
80000
3000
Lalu, kembali ke cangkang abalon ini,
01:38
besides being nano-structured,
36
83000
2000
selain strukturnya yang nano,
01:40
one thing that's fascinating,
37
85000
2000
satu hal yang mempesona,
01:42
is when a male and a female abalone get together,
38
87000
2000
adalah ketika abalon jantan dan betina kawin,
01:44
they pass on the genetic information
39
89000
2000
mereka mewariskan informasi genetik
01:46
that says, "This is how to build an exquisite material.
40
91000
3000
yang mengatakan, "Begini caranya membangun material yang rinci.
01:49
Here's how to do it at room temperature and pressure,
41
94000
2000
Begini cara melakukannya pada suhu dan tekanan ruangan,
01:51
using non-toxic materials."
42
96000
2000
menggunakan material tidak beracun."
01:53
Same with diatoms, which are shown right here, which are glasseous structures.
43
98000
3000
Sama dengan diatom, yang ditunjukkan di sini, strukturnya seperti gelas.
01:56
Every time the diatoms replicate,
44
101000
2000
Setiap kali diatom membelah,
01:58
they give the genetic information that says,
45
103000
2000
mereka memberi informasi genetik yang berkata,
02:00
"Here's how to build glass in the ocean
46
105000
2000
"Begini cara membuat gelas di dalam laut
02:02
that's perfectly nano-structured.
47
107000
2000
yang berstruktur nano secara sempurna.
02:04
And you can do it the same, over and over again."
48
109000
2000
Dan kamu dapat melakukan hal yang sama, terus menerus."
02:06
So what if you could do the same thing
49
111000
2000
Jadi bagaimana bila Anda dapat melakukan hal yang sama
02:08
with a solar cell or a battery?
50
113000
2000
pada sebuah sel surya atau baterai?
02:10
I like to say my favorite biomaterial is my four year-old.
51
115000
3000
Biomaterial favorit saya adalah anak saya yang berumur empat tahun.
02:13
But anyone who's ever had, or knows, small children
52
118000
3000
Siapapun yang pernah memiliki, atau mengenal, anak kecil
02:16
knows they're incredibly complex organisms.
53
121000
3000
tahu bahwa mereka adalah organisme yang sangat kompleks.
02:19
And so if you wanted to convince them
54
124000
2000
Bila Anda ingin meyakinkan mereka
02:21
to do something they don't want to do, it's very difficult.
55
126000
2000
untuk melakukan sesuatu yang tidak mereka inginkan, akan sangat sulit.
02:23
So when we think about future technologies,
56
128000
3000
Jadi ketika berpikir tentang teknologi masa depan,
02:26
we actually think of using bacteria and virus,
57
131000
2000
kita berpikir menggunakan bakteri dan virus,
02:28
simple organisms.
58
133000
2000
makhluk hidup yang sederhana.
02:30
Can you convince them to work with a new toolbox,
59
135000
2000
Dapatkah Anda meyakinkan mereka untuk bekerja dengan peralatan baru,
02:32
so that they can build a structure
60
137000
2000
sehingga mereka bisa membangun sebuah struktur
02:34
that will be important to me?
61
139000
2000
yang akan jadi hal yang penting bagi saya?
02:36
Also, when we think about future technologies,
62
141000
2000
Lebih lagi, kita berpikir tentang teknologi masa depan.
02:38
we start with the beginning of Earth.
63
143000
2000
Kita mulai dengan awal dari Bumi.
02:40
Basically, it took a billion years
64
145000
2000
Pada dasarnya, butuh milyaran tahun
02:42
to have life on Earth.
65
147000
2000
sehingga kehidupan muncul di Bumi.
02:44
And very rapidly, they became multi-cellular,
66
149000
2000
Dan dengan sangat cepat, kehidupan menjadi bersel banyak,
02:46
they could replicate, they could use photosynthesis
67
151000
3000
dapat menggandakan diri, dapat berfotosintesis
02:49
as a way of getting their energy source.
68
154000
2000
sebagai cara mendapatkan sumber energi.
02:51
But it wasn't until about 500 million years ago --
69
156000
2000
Tapi baru setelah 500 juta tahun yang lalu --
02:53
during the Cambrian geologic time period --
70
158000
2000
pada periode waktu geologis Kambrian --
02:55
that organisms in the ocean started making hard materials.
71
160000
3000
makhluk hidup di samudra mulai membuat material yang keras.
02:58
Before that, they were all soft, fluffy structures.
72
163000
3000
Sebelumnya mereka semua mahkluk yang berstruktur lunak.
03:01
And it was during this time
73
166000
2000
Pada masa itulah
03:03
that there was increased calcium and iron
74
168000
2000
ada peningkatan kalsium dan besi
03:05
and silicon in the environment,
75
170000
2000
dan silikon di lingkungan mereka.
03:07
and organisms learned how to make hard materials.
76
172000
3000
Makhluk hidup belajar bagaimana membuat material keras.
03:10
And so that's what I would like be able to do --
77
175000
2000
Saya ingin bisa melakukan hal itu --
03:12
convince biology
78
177000
2000
meyakinkan biologi
03:14
to work with the rest of the periodic table.
79
179000
2000
untuk bekerja dengan unsur lainnya di tabel periodik.
03:16
Now if you look at biology,
80
181000
2000
Sekarang bila Anda lihat biologi,
03:18
there's many structures like DNA and antibodies
81
183000
2000
ada banyak struktur seperti DNA dan antibodi
03:20
and proteins and ribosomes that you've heard about
82
185000
2000
dan protein dan ribosom yang sudah Anda dengar
03:22
that are already nano-structured.
83
187000
2000
dan mereka sudah berstruktur nano.
03:24
So nature already gives us
84
189000
2000
Jadi alam sudah memberi kita
03:26
really exquisite structures on the nanoscale.
85
191000
2000
struktur yang benar-benar rinci dengan skala nano.
03:28
What if we could harness them
86
193000
2000
Bagaimana bila kita dapat memanfaatkan mereka
03:30
and convince them to not be an antibody
87
195000
2000
dan meyakinkan mereka untuk tidak menjadi antibodi
03:32
that does something like HIV?
88
197000
2000
yang berakibat seperti HIV?
03:34
But what if we could convince them
89
199000
2000
Tapi bagaimana bila kita dapat meyakinkan mereka
03:36
to build a solar cell for us?
90
201000
2000
untuk membangun sebuah sel surya untuk kita?
03:38
So here are some examples: these are some natural shells.
91
203000
2000
Ini beberapa contohnya: ini adalah beberapa cangkang alami.
03:40
There are natural biological materials.
92
205000
2000
Ini adalah material biologis alami.
03:42
The abalone shell here -- and if you fracture it,
93
207000
2000
Cangkang abalon di sini -- bila Anda memecahkannya,
03:44
you can look at the fact that it's nano-structured.
94
209000
2000
Anda dapat melihat bukti bahwa strukturnya nano.
03:46
There's diatoms made out of SIO2,
95
211000
3000
Ada diatom yang terdiri dari SiO2,
03:49
and they're magnetotactic bacteria
96
214000
2000
dan ada bakteria magnetotatis
03:51
that make small, single-domain magnets used for navigation.
97
216000
3000
yang membuat magnet tunggal kecil yang digunakan untuk navigasi.
03:54
What all these have in common
98
219000
2000
Kesamaan contoh-contoh ini
03:56
is these materials are structured at the nanoscale,
99
221000
2000
adalah bahwa material itu disusun pada skala nano,
03:58
and they have a DNA sequence
100
223000
2000
dan mereka punya sekuen DNA
04:00
that codes for a protein sequence
101
225000
2000
yang menyandi sebuah sekuen protein,
04:02
that gives them the blueprint
102
227000
2000
yang memberi mereka cetak biru
04:04
to be able to build these really wonderful structures.
103
229000
2000
untuk dapat membangun struktur yang sungguh mengagumkan ini.
04:06
Now, going back to the abalone shell,
104
231000
2000
Sekarang, kembali ke cangkang abalon,
04:08
the abalone makes this shell by having these proteins.
105
233000
3000
abalon membuat cangkang ini dengan protein-protein ini.
04:11
These proteins are very negatively charged.
106
236000
2000
Protein ini bermuatan sangat negatif.
04:13
And they can pull calcium out of the environment,
107
238000
2000
Mereka dapat menarik kalsium dari lingkungan,
04:15
put down a layer of calcium and then carbonate, calcium and carbonate.
108
240000
3000
menyusun lapisan kalsium lalu karbonat, kalsium dan karbonat.
04:18
It has the chemical sequences of amino acids,
109
243000
3000
Ada sekuen kimia asam-asam amino
04:21
which says, "This is how to build the structure.
110
246000
2000
yang berkata, "Begini cara membangun strukturnya.
04:23
Here's the DNA sequence, here's the protein sequence
111
248000
2000
Ini sekuen DNA-nya, ini sekuen proteinnya
04:25
in order to do it."
112
250000
2000
untuk melakukan pekerjaan itu."
04:27
And so an interesting idea is, what if you could take any material that you wanted,
113
252000
3000
Bagaimana bila Anda dapat mengambil material yang Anda inginkan,
04:30
or any element on the periodic table,
114
255000
2000
atau unsur apapun dalam tabel periodik,
04:32
and find its corresponding DNA sequence,
115
257000
3000
dan menemukan sekuen DNA yang cocok dengan itu,
04:35
then code it for a corresponding protein sequence
116
260000
2000
lalu menyandinya untuk sekuen protein yang cocok
04:37
to build a structure, but not build an abalone shell --
117
262000
3000
untuk membangun sebuah struktur, tapi bukan cangkang abalon --
04:40
build something that, through nature,
118
265000
2000
membangun sesuatu yang, di alam,
04:42
it has never had the opportunity to work with yet.
119
267000
3000
belum pernah dibuat di alam.
04:45
And so here's the periodic table.
120
270000
2000
Ini adalah tabel periodiknya.
04:47
And I absolutely love the periodic table.
121
272000
2000
Saya sungguh suka tabel periodik ini.
04:49
Every year for the incoming freshman class at MIT,
122
274000
3000
Setiap tahun untuk mahasiswa baru di MIT,
04:52
I have a periodic table made that says,
123
277000
2000
saya membuat tabel periodik yang bertuliskan,
04:54
"Welcome to MIT. Now you're in your element."
124
279000
3000
"Selamat datang di MIT. Sekarang Anda berada dalam unsur Anda."
04:57
And you flip it over, and it's the amino acids
125
282000
3000
Silakan Anda balik, di sana ada asam-asam amino
05:00
with the PH at which they have different charges.
126
285000
2000
dengan pH di mana mereka punya muatan berbeda.
05:02
And so I give this out to thousands of people.
127
287000
3000
Saya memberikan ini pada ribuan orang.
05:05
And I know it says MIT, and this is Caltech,
128
290000
2000
Saya tahu ada tulisan MIT, dan ini Caltech,
05:07
but I have a couple extra if people want it.
129
292000
2000
tapi saya punya kelebihan bila Anda mau.
05:09
And I was really fortunate
130
294000
2000
Saya sungguh beruntung
05:11
to have President Obama visit my lab this year
131
296000
2000
dikunjungi Presiden Obama di lab saya tahun ini,
05:13
on his visit to MIT,
132
298000
2000
pada kunjungannya ke MIT,
05:15
and I really wanted to give him a periodic table.
133
300000
2000
saya sungguh ingin memberinya sebuah tabel periodik.
05:17
So I stayed up at night, and I talked to my husband,
134
302000
2000
Saya tak bisa tidur, dan saya bicara pada suami saya,
05:19
"How do I give President Obama a periodic table?
135
304000
3000
"Bagaimana cara saya memberi tabel periodik pada Presiden Obama?
05:22
What if he says, 'Oh, I already have one,'
136
307000
2000
Bagaimana bila dia bilang, 'Oh, saya sudah punya satu,'
05:24
or, 'I've already memorized it'?" (Laughter)
137
309000
2000
atau, 'Saya sudah menghafalnya'?"
05:26
And so he came to visit my lab
138
311000
2000
Lalu dia berkunjung ke lab saya
05:28
and looked around -- it was a great visit.
139
313000
2000
dan melihat-lihat -- itu kunjungan yang baik.
05:30
And then afterward, I said,
140
315000
2000
Lalu kemudian saya berkata,
05:32
"Sir, I want to give you the periodic table
141
317000
2000
"Pak, saya ingin memberi Anda tabel periodik
05:34
in case you're ever in a bind and need to calculate molecular weight."
142
319000
4000
untuk jaga-jaga bila suatu saat Anda butuh menghitung berat molekul."
05:38
And I thought molecular weight sounded much less nerdy
143
323000
2000
Saya pikir berat molekul terdengar jauh lebih tidak aneh
05:40
than molar mass.
144
325000
2000
daripada massa molar.
05:42
And so he looked at it,
145
327000
2000
Lalu dia melihat tabel itu,
05:44
and he said,
146
329000
2000
dan dia berkata,
05:46
"Thank you. I'll look at it periodically."
147
331000
2000
"Terima kasih. Saya akan melihatnya secara periodik."
05:48
(Laughter)
148
333000
2000
(Tawa)
05:50
(Applause)
149
335000
4000
(Tepuk tangan)
05:54
And later in a lecture that he gave on clean energy,
150
339000
3000
Kemudian pada ceramahnya tentang energi bersih,
05:57
he pulled it out and said,
151
342000
2000
dia mengeluarkannya dan berkata,
05:59
"And people at MIT, they give out periodic tables."
152
344000
2000
"Orang-orang di MIT membagi-bagikan tabel periodik."
06:01
So basically what I didn't tell you
153
346000
3000
Pada dasarnya yang belum saya katakan adalah
06:04
is that about 500 million years ago, organisms starter making materials,
154
349000
3000
bahwa sekitar 500 juta tahun lalu, makhluk hidup mulai membuat material,
06:07
but it took them about 50 million years to get good at it.
155
352000
2000
tapi mereka butuh sekitar 50 juta tahun untuk jadi mahir.
06:09
It took them about 50 million years
156
354000
2000
Mereka butuh waktu sekitar 50 juta tahun
06:11
to learn how to perfect how to make that abalone shell.
157
356000
2000
untuk belajar menyempurnakan cara membuat cangkang abalon itu.
06:13
And that's a hard sell to a graduate student. (Laughter)
158
358000
2000
Itu bukan hal yang menarik bagi murid pascasarjana.
06:15
"I have this great project -- 50 million years."
159
360000
3000
"Saya punya proyek besar -- 50 juta tahun."
06:18
And so we had to develop a way
160
363000
2000
Maka kami harus mengembangkan cara
06:20
of trying to do this more rapidly.
161
365000
2000
untuk mencoba melakukan hal ini lebih cepat.
06:22
And so we use a virus that's a non-toxic virus
162
367000
2000
Maka kami menggunakan virus yang tidak beracun
06:24
called M13 bacteriophage
163
369000
2000
yang disebut bakteriofag M13
06:26
that's job is to infect bacteria.
164
371000
2000
yang kerjanya menginfeksi bakteria.
06:28
Well it has a simple DNA structure
165
373000
2000
Dia punya sebuah struktur DNA yang sederhana
06:30
that you can go in and cut and paste
166
375000
2000
sehingga Anda dapat masuk, memotong, dan merekatkan
06:32
additional DNA sequences into it.
167
377000
2000
sekuen DNA tambahan di dalamnya.
06:34
And by doing that, it allows the virus
168
379000
2000
Dengan melakukan hal itu, virus itu dapat
06:36
to express random protein sequences.
169
381000
3000
mengekspresikan sekuen protein yang acak.
06:39
And this is pretty easy biotechnology.
170
384000
2000
Ini bioteknologi yang cukup mudah.
06:41
And you could basically do this a billion times.
171
386000
2000
Pada dasarnya Anda dapat melakukannya milyaran kali.
06:43
And so you can go in and have a billion different viruses
172
388000
2000
Anda dapat bekerja dan memiliki semilyar virus yang berbeda
06:45
that are all genetically identical,
173
390000
2000
yang identik secara genetis,
06:47
but they differ from each other based on their tips,
174
392000
2000
tapi satu sama lain berbeda pada satu hal,
06:49
on one sequence
175
394000
2000
pada satu sekuen
06:51
that codes for one protein.
176
396000
2000
yang menyandi satu protein.
06:53
Now if you take all billion viruses,
177
398000
2000
Bila Anda ambil semua milyaran virus itu,
06:55
and you can put them in one drop of liquid,
178
400000
2000
dan Anda dapat menaruhnya dalam satu tetes cairan,
06:57
you can force them to interact with anything you want on the periodic table.
179
402000
3000
Anda dapat memaksa mereka berinteraksi dengan apapun yang Anda inginkan di tabel periodik.
07:00
And through a process of selection evolution,
180
405000
2000
Dan melalui sebuah proses seleksi evolusi,
07:02
you can pull one out of a billion that does something that you'd like it to do,
181
407000
3000
Anda dapat mengambil satu dari satu milyar itu yang melakukan sesuatu yang Anda inginkan,
07:05
like grow a battery or grow a solar cell.
182
410000
2000
seperti menumbuhkan sebuah baterai atau sel surya.
07:07
So basically, viruses can't replicate themselves; they need a host.
183
412000
3000
Pada dasarnya virus tak dapat menggandakan diri sendiri, mereka butuh inang.
07:10
Once you find that one out of a billion,
184
415000
2000
Saat Anda menemukan satu dari semilyar itu,
07:12
you infect it into a bacteria,
185
417000
2000
Anda infeksikan virus itu ke bakteri,
07:14
and you make millions and billions of copies
186
419000
2000
dan Anda buat berjuta-juta kopi salinan
07:16
of that particular sequence.
187
421000
2000
dari sekuen tertentu itu.
07:18
And so the other thing that's beautiful about biology
188
423000
2000
Hal lain yang menarik tentang biologi
07:20
is that biology gives you really exquisite structures
189
425000
2000
adalah bahwa biologi memberi Anda struktur yang sungguh rinci
07:22
with nice link scales.
190
427000
2000
dengan sambungan sisik yang bagus.
07:24
And these viruses are long and skinny,
191
429000
2000
Virus-virus ini panjang dan kurus,
07:26
and we can get them to express the ability
192
431000
2000
dan kita dapat menggunakan mereka mengekspresikan kemampuan
07:28
to grow something like semiconductors
193
433000
2000
untuk menumbuhkan sesuatu seperti semikonduktor
07:30
or materials for batteries.
194
435000
2000
atau material untuk baterai.
07:32
Now this is a high-powered battery that we grew in my lab.
195
437000
3000
Ini adalah baterai bertenaga besar yang kami tumbuhkan di lab saya.
07:35
We engineered a virus to pick up carbon nanotubes.
196
440000
3000
Kami merekayasa sebuah virus untuk mengambil tabung karbon nano.
07:38
So one part of the virus grabs a carbon nanotube.
197
443000
2000
Satu bagian virus mengambil tabung karbon nano.
07:40
The other part of the virus has a sequence
198
445000
2000
Bagian virus lainnya punya sekuen
07:42
that can grow an electrode material for a battery.
199
447000
3000
yang dapat menumbuhkan material elektroda untuk sebuah baterai.
07:45
And then it wires itself to the current collector.
200
450000
3000
Lalu virus itu menyambungkan dirinya sendiri ke pengumpul arus.
07:48
And so through a process of selection evolution,
201
453000
2000
Melalui sebuah proses seleksi evolusi,
07:50
we went from being able to have a virus that made a crummy battery
202
455000
3000
kami maju dari punya sebuah virus yang menghasilkan baterai yang rapuh
07:53
to a virus that made a good battery
203
458000
2000
ke virus yang menghasilkan baterai yang bagus
07:55
to a virus that made a record-breaking, high-powered battery
204
460000
3000
ke virus yang menghasilkan baterai yang bertenaga besar dan memecahkan rekor
07:58
that's all made at room temperature, basically at the bench top.
205
463000
3000
semua itu dibuat di suhu ruangan, di atas meja.
08:01
And that battery went to the White House for a press conference.
206
466000
3000
Baterai itu dibawa ke Gedung Putih untuk konferensi pers.
08:04
I brought it here.
207
469000
2000
Saya membawanya ke sini.
08:06
You can see it in this case -- that's lighting this LED.
208
471000
3000
Anda dapat melihatnya ada di dalam wadah ini -- menyalakan LED ini.
08:09
Now if we could scale this,
209
474000
2000
Bila kita dapat memperbesar skalanya,
08:11
you could actually use it
210
476000
2000
Anda dapat menggunakannya
08:13
to run your Prius,
211
478000
2000
untuk menjalankan mobil Prius Anda,
08:15
which is my dream -- to be able to drive a virus-powered car.
212
480000
3000
itu mimpi saya -- dapat mengendarai mobil bertenaga virus.
08:19
But it's basically --
213
484000
2000
Tapi pada dasarnya --
08:21
you can pull one out of a billion.
214
486000
3000
Anda dapat ambil satu dari satu juta.
08:24
You can make lots of amplifications to it.
215
489000
2000
Anda dapat memperbanyaknya berulang kali.
08:26
Basically, you make an amplification in the lab,
216
491000
2000
Anda melakukan amplifikasi di lab.
08:28
and then you get it to self-assemble
217
493000
2000
Lalu Anda membuatnya menyusun dirinya sendiri
08:30
into a structure like a battery.
218
495000
2000
menjadi struktur seperti baterai.
08:32
We're able to do this also with catalysis.
219
497000
2000
Kami juga mampu melakukan hal yang sama dengan katalisis.
08:34
This is the example
220
499000
2000
Ini contohnya
08:36
of photocatalytic splitting of water.
221
501000
2000
fotokatalisis membelah molekul air.
08:38
And what we've been able to do
222
503000
2000
Apa yang sudah dapat kami lakukan
08:40
is engineer a virus to basically take dye-absorbing molecules
223
505000
3000
adalah merekayasa virus untuk mengambil molekul penyerap warna
08:43
and line them up on the surface of the virus
224
508000
2000
dan menatanya di permukaan virus itu
08:45
so it acts as an antenna,
225
510000
2000
sehingga molekul tersebut berperan sebagai antena,
08:47
and you get an energy transfer across the virus.
226
512000
2000
dan terjadi transfer energi melalui virus itu.
08:49
And then we give it a second gene
227
514000
2000
Lalu kami memberinya gen kedua
08:51
to grow an inorganic material
228
516000
2000
untuk menumbuhkan material inorganik
08:53
that can be used to split water
229
518000
2000
yang dapat digunakan untuk membelah air
08:55
into oxygen and hydrogen
230
520000
2000
menjadi oksigen dan hidrogen,
08:57
that can be used for clean fuels.
231
522000
2000
yang dapat digunakan untuk bahan bakar yang bersih.
08:59
And I brought an example with me of that today.
232
524000
2000
Saya bawa contohnya bersama saya hari ini.
09:01
My students promised me it would work.
233
526000
2000
Mahasiswa saya berjanji ini akan bekerja.
09:03
These are virus-assembled nanowires.
234
528000
2000
Ini adalah kawat nano yang disusun dari virus.
09:05
When you shine light on them, you can see them bubbling.
235
530000
3000
Ketika Anda menyinarinya, Anda dapat melihat mereka bergelembung.
09:08
In this case, you're seeing oxygen bubbles come out.
236
533000
3000
Dalam hal ini Anda sedang melihat gelembung oksigen keluar.
09:12
And basically, by controlling the genes,
237
537000
3000
Pada dasarnya dengan mengendalikan gen,
09:15
you can control multiple materials to improve your device performance.
238
540000
3000
Anda dapat mengatur beberapa material yang dapat meningkatkan kinerja piranti Anda.
09:18
The last example are solar cells.
239
543000
2000
Contoh terakhir adalah sel surya.
09:20
You can also do this with solar cells.
240
545000
2000
Anda juga dapat melakukan hal ini pada sel surya.
09:22
We've been able to engineer viruses
241
547000
2000
Kami telah mampu merekayasa virus
09:24
to pick up carbon nanotubes
242
549000
2000
untuk mengambil tabung karbon nano
09:26
and then grow titanium dioxide around them --
243
551000
4000
dan lalu menumbuhkan titanium dioksida di sekitar mereka --
09:30
and use as a way of getting electrons through the device.
244
555000
4000
yang digunakan untuk menyalurkan elektron melalui piranti itu.
09:34
And what we've found is through genetic engineering,
245
559000
2000
Apa yang kami temukan adalah melalui rekayasa genetik,
09:36
we can actually increase
246
561000
2000
kita dapat benar-benar meningkatkan
09:38
the efficiencies of these solar cells
247
563000
3000
efisiensi sel-sel surya ini
09:41
to record numbers
248
566000
2000
sampai ke angka rekor
09:43
for these types of dye-sensitized systems.
249
568000
3000
untuk sistem yang disensitisasi pewarna semacam ini.
09:46
And I brought one of those as well
250
571000
2000
Saya juga bawa satu contohnya
09:48
that you can play around with outside afterward.
251
573000
3000
jadi Anda bisa bermain dengannya di luar nanti.
09:51
So this is a virus-based solar cell.
252
576000
2000
Jadi ini adalah sel surya berbasis virus.
09:53
Through evolution and selection,
253
578000
2000
Melalui evolusi dan seleksi,
09:55
we took it from an eight percent efficiency solar cell
254
580000
3000
kami mengembangkannya dari sel surya berefisiensi 8%
09:58
to an 11 percent efficiency solar cell.
255
583000
3000
ke sel surya berefisiensi 11%.
10:01
So I hope that I've convinced you
256
586000
2000
Saya harap saya telah meyakinkan Anda
10:03
that there's a lot of great, interesting things to be learned
257
588000
3000
bahwa ada banyak hal yang besar dan menarik untuk dipelajari
10:06
about how nature makes materials --
258
591000
2000
tentang bagaimana alam membuat material --
10:08
and taking it the next step
259
593000
2000
dan membawanya ke tingkat lebih lanjut
10:10
to see if you can force,
260
595000
2000
untuk mengetahui apakah Anda dapat memaksa,
10:12
or whether you can take advantage of how nature makes materials,
261
597000
2000
atau Anda dapat mengambil keuntungan dari bagaimana alam membuat material,
10:14
to make things that nature hasn't yet dreamed of making.
262
599000
3000
untuk membuat hal yang belum pernah dibuat di alam.
10:17
Thank you.
263
602000
2000
Terima kasih.
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