TEDxCaltech
Angela Belcher: Using nature to grow batteries
Angela Belcher: Pil üretmek için doğayı kullanmak
Filmed:
Readability: 4.7
971,791 views
Deniz kulağı kabugundan ilham alan Angela Belcher, virusleri insanoglunun faydalanmasi icin nanoölçekli yapilar yapmaya programliyor. yuksek programli genleri, evrimin yondendirmesi ile secerek, yeni guclu piller, rekor kiran gunes pilleri ve temiz hydrogen pilleri yapan virusleri uretiyor. Bunlari nasil basardigini TedxCaltech de acikliyor.
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
Doğanın nasıl materyal yarattığı hakkında konuşabileceğimi düşündüm.
00:18
I brought along with me an abalone shell.
1
3000
2000
Yanımda bir deniz kulağı kabuğu getirdim.
00:20
This abalone shell is a biocomposite material
2
5000
3000
Bu deniz kulağı kabuğu kütlece
00:23
that's 98 percent by mass calcium carbonate
3
8000
3000
%98 kalsiyum karbonat
00:26
and two percent by mass protein.
4
11000
2000
ve %2 protein içeren bir biyokompozit.
00:28
Yet, it's 3,000 times tougher
5
13000
2000
Yine de jeolojik benzerlerinden
00:30
than its geological counterpart.
6
15000
2000
3000 kat daha dayanıklı.
00:32
And a lot of people might use structures like abalone shells,
7
17000
3000
Ve birçok insan deniz kulağı kabukları gibi yapıları
00:35
like chalk.
8
20000
2000
tebeşir gibi kullanabilirler.
00:37
I've been fascinated by how nature makes materials,
9
22000
2000
Doğanın malzemeleri nasıl yaptığına hayran olmuştum,
00:39
and there's a lot of sequence
10
24000
2000
ve bu hassas işi nasıl
00:41
to how they do such an exquisite job.
11
26000
2000
yaptıklarına dair bir sürü sekans var.
00:43
Part of it is that these materials
12
28000
2000
Mesela bu malzemeler
00:45
are macroscopic in structure,
13
30000
2000
yapısal olarak makroskobikler,
00:47
but they're formed at the nanoscale.
14
32000
2000
ama nano ölçekte oluşmuşlar.
00:49
They're formed at the nanoscale,
15
34000
2000
Nano ölçekte oluşmuşlar,
00:51
and they use proteins that are coded by the genetic level
16
36000
3000
ve onlara bu hassas yapıları oluşturmalarına yardım edecek
00:54
that allow them to build these really exquisite structures.
17
39000
3000
genetik seviyede kodlanmış proteinleri kullanıyorlar.
00:57
So something I think is very fascinating
18
42000
2000
Ve büyüleyici bulduğum birşey şu ki
00:59
is what if you could give life
19
44000
3000
ya bataryalar ve güneş pilleri gibi
01:02
to non-living structures,
20
47000
2000
cansız yapılara
01:04
like batteries and like solar cells?
21
49000
2000
yaşam verebilseydiniz?
01:06
What if they had some of the same capabilities
22
51000
2000
Ya deniz kulağı kabuğunun yapabildiği gibi
01:08
that an abalone shell did,
23
53000
2000
,yapabilmek derken,
01:10
in terms of being able
24
55000
2000
oda sıcaklığında ve basıncında
01:12
to build really exquisite structures
25
57000
2000
hassas yapılar oluşturmak için
01:14
at room temperature and room pressure,
26
59000
2000
toksik olmayan kimyasalları kullanıp
01:16
using non-toxic chemicals
27
61000
2000
ve toksik olmayan malzemeleri
01:18
and adding no toxic materials back into the environment?
28
63000
3000
tekrar doğaya salabilselerdi?
01:21
So that's the vision that I've been thinking about.
29
66000
3000
Bu benim düşündüğüm bir görüştü.
01:24
And so what if you could grow a battery in a Petri dish?
30
69000
2000
Ya bir petri kabında pil yetiştirebilseydiniz?
01:26
Or, what if you could give genetic information to a battery
31
71000
3000
Ya da, ya bir pile genetik bilgi verebilseydiniz
01:29
so that it could actually become better
32
74000
2000
ve böylece zamanın bir fonksiyonu olarak
01:31
as a function of time,
33
76000
2000
daha iyi olabilirdi,
01:33
and do so in an environmentally friendly way?
34
78000
2000
ve bunu çevre dostu olacak şekilde yapabilseydiniz?
01:35
And so, going back to this abalone shell,
35
80000
3000
Ve böylece, tekrar deniz kulağı kabuğuna dönersek
01:38
besides being nano-structured,
36
83000
2000
nano ölçekte olmasının yanı sıra
01:40
one thing that's fascinating,
37
85000
2000
büyüleyici olan bir diğer özelliği,
01:42
is when a male and a female abalone get together,
38
87000
2000
bir erkek ve dişi deniz kulağı yan yana geldiğinde,
01:44
they pass on the genetic information
39
89000
2000
birbirlerine "Bu hassas bir yapı oluşturmanın yoludur.
01:46
that says, "This is how to build an exquisite material.
40
91000
3000
Oda sıcaklığı ve basıncında işte böyle yaparsın,
01:49
Here's how to do it at room temperature and pressure,
41
94000
2000
toksik olmayan malzemeler kullanarak."
01:51
using non-toxic materials."
42
96000
2000
diyen genetik bilgiyi aktarırlar.
01:53
Same with diatoms, which are shown right here, which are glasseous structures.
43
98000
3000
Diatomlarda da aynı, ki burada camdan yapılar olarak gösteriliyorlar.
01:56
Every time the diatoms replicate,
44
101000
2000
Diatomlar her çoğaldığında
01:58
they give the genetic information that says,
45
103000
2000
birbirlerine "İşte mükemmel bir nano-yapıda
02:00
"Here's how to build glass in the ocean
46
105000
2000
bir camı okyanusta inşa etmenin
02:02
that's perfectly nano-structured.
47
107000
2000
yolu budur. Ve bunu aynı şekilde
02:04
And you can do it the same, over and over again."
48
109000
2000
tekrar tekrar yapabilirsin." diyen genetik bilgiyi aktarırlar.
02:06
So what if you could do the same thing
49
111000
2000
Yani ya aynı şeyi bir güneş pili
02:08
with a solar cell or a battery?
50
113000
2000
ya da bataryada da yapabilseydiniz?
02:10
I like to say my favorite biomaterial is my four year-old.
51
115000
3000
Favori materyalimin 4 yaşımdaki halim olduğunu söylemek istiyorum.
02:13
But anyone who's ever had, or knows, small children
52
118000
3000
Çocuğu olanlar, ya da tanıyanlar onların
02:16
knows they're incredibly complex organisms.
53
121000
3000
inanılmaz karmaşık organizmalar olduğunu bilir
02:19
And so if you wanted to convince them
54
124000
2000
Ve onları yapmak istemedikleri birşeyi
02:21
to do something they don't want to do, it's very difficult.
55
126000
2000
yapmaya ikna etmek isterseniz, bu çok zordur.
02:23
So when we think about future technologies,
56
128000
3000
Gelecekteki teknoloji hakkında düşündüğümüz zaman
02:26
we actually think of using bacteria and virus,
57
131000
2000
aslında bakteri ve virüsü kullanmayı düşünüyoruz,
02:28
simple organisms.
58
133000
2000
basit organizmaları.
02:30
Can you convince them to work with a new toolbox,
59
135000
2000
Onları benim için önemli olacak bir yapı
02:32
so that they can build a structure
60
137000
2000
oluşturmaları için
02:34
that will be important to me?
61
139000
2000
çalışmaya ikna edebilir misiniz?
02:36
Also, when we think about future technologies,
62
141000
2000
Aynı zamanda, gelecekteki teknolojiyi düşünürken,
02:38
we start with the beginning of Earth.
63
143000
2000
Dünya'nın başlangıcıyla başlıyoruz.
02:40
Basically, it took a billion years
64
145000
2000
Temelde, Dünya'da yaşamın oluşması
02:42
to have life on Earth.
65
147000
2000
bir milyar yıl aldı.
02:44
And very rapidly, they became multi-cellular,
66
149000
2000
Ve büyük bir hızla, çok hücreli oldular,
02:46
they could replicate, they could use photosynthesis
67
151000
3000
çoğalabiliyorlardı, enerji kaynaklarını elde etmek için
02:49
as a way of getting their energy source.
68
154000
2000
fotosentezi kullanabiliyorlardı.
02:51
But it wasn't until about 500 million years ago --
69
156000
2000
Ama bu 500 milyon yıl öncesine kadar gerçekleşmedi --
02:53
during the Cambrian geologic time period --
70
158000
2000
Kambriyen jeolojik zaman süreci boyunca --
02:55
that organisms in the ocean started making hard materials.
71
160000
3000
okyanustaki bu organizmalar sert malzemeler üretmeye başladılar.
02:58
Before that, they were all soft, fluffy structures.
72
163000
3000
Yumuşak ve kabarık olmadan önce.
03:01
And it was during this time
73
166000
2000
Ve bu zaman boyunca
03:03
that there was increased calcium and iron
74
168000
2000
doğada kalsiyum, demir ve silikon
03:05
and silicon in the environment,
75
170000
2000
artışı oldu.
03:07
and organisms learned how to make hard materials.
76
172000
3000
Ve organizmalar nasıl sert malzemeler yapacaklarını öğrendiler.
03:10
And so that's what I would like be able to do --
77
175000
2000
İşte benim yapabilmeyi istediğim şey bu --
03:12
convince biology
78
177000
2000
biyolojiyi periyodik tablonun
03:14
to work with the rest of the periodic table.
79
179000
2000
geri kalanıyla çalışmaya ikna edebilmek.
03:16
Now if you look at biology,
80
181000
2000
Şimdi, eğer biyolojiye bakarsanız,
03:18
there's many structures like DNA and antibodies
81
183000
2000
DNA, antikorlar, proteinler ve ribozomlar gibi
03:20
and proteins and ribosomes that you've heard about
82
185000
2000
var olduğunu bildiğiniz şeyler
03:22
that are already nano-structured.
83
187000
2000
zaten nano-ölçekte.
03:24
So nature already gives us
84
189000
2000
Yani doğa bize nanoölçekteki hassas
03:26
really exquisite structures on the nanoscale.
85
191000
2000
yapıları zaten veriyor.
03:28
What if we could harness them
86
193000
2000
Acaba onlari HIV
03:30
and convince them to not be an antibody
87
195000
2000
gibi bir antikor olmadiklarina ikna etsek
03:32
that does something like HIV?
88
197000
2000
nasil olurdu?
03:34
But what if we could convince them
89
199000
2000
Yada onlari bizim icin gunes pilleri
03:36
to build a solar cell for us?
90
201000
2000
yapmaya ikna etsek?
03:38
So here are some examples: these are some natural shells.
91
203000
2000
iste burada bazi ornekler var: Bunlar dogal kabuklar.
03:40
There are natural biological materials.
92
205000
2000
bunlar dogal biyolojik maddeler
03:42
The abalone shell here -- and if you fracture it,
93
207000
2000
Deniz kulagu kabuklari burda- ve eger kirabilirseniz
03:44
you can look at the fact that it's nano-structured.
94
209000
2000
bunlarin gercekte nano olcekli yap[lar oldugunu goreceksiniz.
03:46
There's diatoms made out of SIO2,
95
211000
3000
bunlar SiO2 (silica) dan yapilmis diatomlar
03:49
and they're magnetotactic bacteria
96
214000
2000
ve bunlar yon bulmak icin kucuk,
03:51
that make small, single-domain magnets used for navigation.
97
216000
3000
tek alanli miknatislar yapan magnetotactic bakteriler
03:54
What all these have in common
98
219000
2000
bunlarin sahip olduklari ortak sey ise
03:56
is these materials are structured at the nanoscale,
99
221000
2000
butun bu yapilarin ve mlzemelerin nano olcekte olmasi
03:58
and they have a DNA sequence
100
223000
2000
ve protein dizisi uretmek icin
04:00
that codes for a protein sequence
101
225000
2000
bir DNA dizisine sahip olmalari
04:02
that gives them the blueprint
102
227000
2000
Bu DNA dizisi onlara bu mukemmel yapilari
04:04
to be able to build these really wonderful structures.
103
229000
2000
insa etmek icin gerekli plani sagliyor.
04:06
Now, going back to the abalone shell,
104
231000
2000
Simdi, deniz kulagi kabuguna geri donelim,
04:08
the abalone makes this shell by having these proteins.
105
233000
3000
deniz kulagi bu proteinle sayesinde bu kabugu yapabiliyor.
04:11
These proteins are very negatively charged.
106
236000
2000
Bu proteinler eksi yukle yuklenmis.
04:13
And they can pull calcium out of the environment,
107
238000
2000
ve cevredeki kalsiyumu (Ca +2) kendilerine cekebilyorlar
04:15
put down a layer of calcium and then carbonate, calcium and carbonate.
108
240000
3000
bir sira kalsiyum, bir sira karbonat koyuyorlar, kalsiyum ve karbonat ve bu sekilde devam ediyor.
04:18
It has the chemical sequences of amino acids,
109
243000
3000
onun amino asitlerinin kimyasal sirasi
04:21
which says, "This is how to build the structure.
110
246000
2000
ona "iste kabugu bu sekilde yapacaksin" diye soyluyor.
04:23
Here's the DNA sequence, here's the protein sequence
111
248000
2000
Yapman icin iste DNA dizilisi, iste protein
04:25
in order to do it."
112
250000
2000
dizilisi.
04:27
And so an interesting idea is, what if you could take any material that you wanted,
113
252000
3000
Ve boylece baska bir ilginc fikir olusuyor, Acaba istediginiz herhangi bir maddeyi
04:30
or any element on the periodic table,
114
255000
2000
yada periodik tabladaki herhangi bir elementi alip
04:32
and find its corresponding DNA sequence,
115
257000
3000
ona ait DNA dizilisini bulsak
04:35
then code it for a corresponding protein sequence
116
260000
2000
ve bu dizilisile ona maddeye ait protein dizilisini kodlasak,
04:37
to build a structure, but not build an abalone shell --
117
262000
3000
ve boylece deniz kulagindan baska bir yapi olustursak
04:40
build something that, through nature,
118
265000
2000
doğa yoluyl daha once hic calisilma firsati olmamis
04:42
it has never had the opportunity to work with yet.
119
267000
3000
baska birsey insa etsek.
04:45
And so here's the periodic table.
120
270000
2000
Ve burda periyodik tablo var.
04:47
And I absolutely love the periodic table.
121
272000
2000
Ben periyodik tabloyu kesinlikle cok seviyorum.
04:49
Every year for the incoming freshman class at MIT,
122
274000
3000
Her sene MIT ye yeni gelen ogrenciler icin
04:52
I have a periodic table made that says,
123
277000
2000
soyle diyen bir periyodik tablo hazirladim:
04:54
"Welcome to MIT. Now you're in your element."
124
279000
3000
MIT ye hosgeldiniz. Simdi elementinizlesiniz.
04:57
And you flip it over, and it's the amino acids
125
282000
3000
ve tabloyu dondurduklerinde degisik PH degerliklerindeki
05:00
with the PH at which they have different charges.
126
285000
2000
degisik elektrik yuklu aminoasitkeri goruyorlar.
05:02
And so I give this out to thousands of people.
127
287000
3000
bunu simdiye kadar binlerce ogrenciye dagittim.
05:05
And I know it says MIT, and this is Caltech,
128
290000
2000
Biliyorum burasi Caltech, ve biliyorum tablonun uzerinde MIT yaziyor
05:07
but I have a couple extra if people want it.
129
292000
2000
ama isteyen olursa yanimda fazladan bir kac tane var.
05:09
And I was really fortunate
130
294000
2000
bu yil Baskan
05:11
to have President Obama visit my lab this year
131
296000
2000
Obama MIT i ziyaret ettigi sirada benim labaratuarimi
05:13
on his visit to MIT,
132
298000
2000
ziyaret ettigim icin gercekten cok sansliydim.
05:15
and I really wanted to give him a periodic table.
133
300000
2000
Ve O'na gercekten bir periyodik tablo hediye etmek istiyordum.
05:17
So I stayed up at night, and I talked to my husband,
134
302000
2000
Bunu butun gece dusundum, esimle konustum
05:19
"How do I give President Obama a periodic table?
135
304000
3000
"Baskan Obama'ya periyodik tabloyu nasil verebilirim?"
05:22
What if he says, 'Oh, I already have one,'
136
307000
2000
Ya " aa ben de bir tane var" derse
05:24
or, 'I've already memorized it'?" (Laughter)
137
309000
2000
yada "ben onu zaten ezbere biliyorum" derse?
05:26
And so he came to visit my lab
138
311000
2000
Ve ziyaret zamani geldi
05:28
and looked around -- it was a great visit.
139
313000
2000
gercekten cok guzel bir ziyaretti
05:30
And then afterward, I said,
140
315000
2000
ve sonra ben soyle dedim
05:32
"Sir, I want to give you the periodic table
141
317000
2000
"Efendim, Eger zor durumda kalir ve
05:34
in case you're ever in a bind and need to calculate molecular weight."
142
319000
4000
molekül ağırlığıni hesap etme ihtiyaciniz olur diye size periyodik tablo vermek istiyorum. "
05:38
And I thought molecular weight sounded much less nerdy
143
323000
2000
molekül ağırlığın mol agirligina gore daha az inek
05:40
than molar mass.
144
325000
2000
olur diye dusundum.
05:42
And so he looked at it,
145
327000
2000
Baskan tabloya bakti
05:44
and he said,
146
329000
2000
ve soyle dedi:
05:46
"Thank you. I'll look at it periodically."
147
331000
2000
"tesekkur ederim, periyodik olarak kullanicam"
05:48
(Laughter)
148
333000
2000
(Gulusmeler)
05:50
(Applause)
149
335000
4000
(Alkis)
05:54
And later in a lecture that he gave on clean energy,
150
339000
3000
Daha sonra temiz enerji konusunda bir konusma yapti
05:57
he pulled it out and said,
151
342000
2000
ve ona verdigim periodik tabloyu cikartip:
05:59
"And people at MIT, they give out periodic tables."
152
344000
2000
"MIT deki insanlar periyodik tablo veriyor" dedi.
06:01
So basically what I didn't tell you
153
346000
3000
Yani temel olarak size soylemedigim su ki
06:04
is that about 500 million years ago, organisms starter making materials,
154
349000
3000
Organizmalarin maddeleri yapmaya baslamasi yaklasik 500 milyon yil once
06:07
but it took them about 50 million years to get good at it.
155
352000
2000
fakat bu iste iyi olmalari onlarin 50 milyon senelerini almis.
06:09
It took them about 50 million years
156
354000
2000
Organizmalar 50 milyon senelerini
06:11
to learn how to perfect how to make that abalone shell.
157
356000
2000
mukemmel bir deniz kulagi yapmayi ogrenmek icin vermisler.
06:13
And that's a hard sell to a graduate student. (Laughter)
158
358000
2000
ve bunu bir yuksek lisans ogrencisine anlatmak cok zor.
06:15
"I have this great project -- 50 million years."
159
360000
3000
"Senin icin mukemmel bir projem var-50 milyon senelik"
06:18
And so we had to develop a way
160
363000
2000
iste bu yuzden bizim bunu
06:20
of trying to do this more rapidly.
161
365000
2000
daha cabuk yapavak bir yol gelistirmemiz gerekli.
06:22
And so we use a virus that's a non-toxic virus
162
367000
2000
bu yuzden biz non-toxic M13
06:24
called M13 bacteriophage
163
369000
2000
bakteriofaj denilen ve gorevi
06:26
that's job is to infect bacteria.
164
371000
2000
bakteriyi enfekte etmek olan bir virus kullaniyoruz.
06:28
Well it has a simple DNA structure
165
373000
2000
onun basit bir DNA yapisi
06:30
that you can go in and cut and paste
166
375000
2000
var ve siz baska DNA dizilerini
06:32
additional DNA sequences into it.
167
377000
2000
onun DNA sina kesip yapistirabiirsiniz.
06:34
And by doing that, it allows the virus
168
379000
2000
Bu sekilde virus rastgele
06:36
to express random protein sequences.
169
381000
3000
protein dizilerini nakil edebilir.
06:39
And this is pretty easy biotechnology.
170
384000
2000
bu cok basit bir biyoteknoloji.
06:41
And you could basically do this a billion times.
171
386000
2000
Ve bunu isterseni milyarlarca kere yapabilirsiniz.
06:43
And so you can go in and have a billion different viruses
172
388000
2000
Buna devam ediyorsunuz ve genetik yapisi ayni olan
06:45
that are all genetically identical,
173
390000
2000
milyarlarca virus elde ediyorsunuz..
06:47
but they differ from each other based on their tips,
174
392000
2000
fakat sadece
06:49
on one sequence
175
394000
2000
bir protein dizilisini
06:51
that codes for one protein.
176
396000
2000
saglayan kodlari farkli.
06:53
Now if you take all billion viruses,
177
398000
2000
simdibu milyarlarca virusu
06:55
and you can put them in one drop of liquid,
178
400000
2000
bir damla sivinin icine koysak
06:57
you can force them to interact with anything you want on the periodic table.
179
402000
3000
onlari periyodik tabla uzerindeki istediginiz herhangi bir element ile etkilesmeye zorlayabilir
07:00
And through a process of selection evolution,
180
405000
2000
ve seleksiyon evriminin isleyisine gore
07:02
you can pull one out of a billion that does something that you'd like it to do,
181
407000
3000
sizin hosunuza giden bir tanesini bu milarlarca virusun icinden cekip alabiliriz.
07:05
like grow a battery or grow a solar cell.
182
410000
2000
bu sanki bir pil yada gunes pil yetistirmeye benziyor.
07:07
So basically, viruses can't replicate themselves; they need a host.
183
412000
3000
basitce, virusler kendi kendilerine cogalamazlar. onlara bir ev sahibi gereklidir.
07:10
Once you find that one out of a billion,
184
415000
2000
Ne zaman aradiginiz isi yapan virusu bir milyarin icinde buldunuz
07:12
you infect it into a bacteria,
185
417000
2000
onu bir bakteriye enfekte edersiniz.
07:14
and you make millions and billions of copies
186
419000
2000
ve ondan belli dizilisi olan milyonlarca
07:16
of that particular sequence.
187
421000
2000
ve milyarlarca kopya elde etmis olursunuz.
07:18
And so the other thing that's beautiful about biology
188
423000
2000
Biolojinin diger bir guzelligi de
07:20
is that biology gives you really exquisite structures
189
425000
2000
size gercekten cok zarif yapilari
07:22
with nice link scales.
190
427000
2000
uygun olcekteki baglantilari ile verir.
07:24
And these viruses are long and skinny,
191
429000
2000
bu virusler uzun ve ince
07:26
and we can get them to express the ability
192
431000
2000
bu ozelliklerini yariiletken maddeler
07:28
to grow something like semiconductors
193
433000
2000
yada piller icin materyeller
07:30
or materials for batteries.
194
435000
2000
elde etmekte kullanabiliriz.
07:32
Now this is a high-powered battery that we grew in my lab.
195
437000
3000
Iste bu gordugunuz laboratuvarda urettigimiz yuksek guclu bir pil.
07:35
We engineered a virus to pick up carbon nanotubes.
196
440000
3000
bir virusu karbon nanotupleri tutan bir muhendis haline getirdik.
07:38
So one part of the virus grabs a carbon nanotube.
197
443000
2000
yani virusuun bir kismi karbon nanotubleri tutarken
07:40
The other part of the virus has a sequence
198
445000
2000
diger kismi pil icin gerekli materyeli uretecek
07:42
that can grow an electrode material for a battery.
199
447000
3000
diziye sahip.
07:45
And then it wires itself to the current collector.
200
450000
3000
materyal buyudukce akim iletkeninin uzerinde bir tel seklini aliyor
07:48
And so through a process of selection evolution,
201
453000
2000
secici evrim sayesinde
07:50
we went from being able to have a virus that made a crummy battery
202
455000
3000
siradan bir pil insa eden virusten
07:53
to a virus that made a good battery
203
458000
2000
kaliteli pil, yuksek guce sahip
07:55
to a virus that made a record-breaking, high-powered battery
204
460000
3000
pil yapabilen bir virus elde ettik.
07:58
that's all made at room temperature, basically at the bench top.
205
463000
3000
ve bunlarin hepsi basit bir laboratuar tezgahinda ve oda sicakliginda yapildi.
08:01
And that battery went to the White House for a press conference.
206
466000
3000
Bu yaptigimiz pil, Beyaz Sarayi bir basin toplantisi icin ziyaret etti.
08:04
I brought it here.
207
469000
2000
onu buraya da getirdim.
08:06
You can see it in this case -- that's lighting this LED.
208
471000
3000
iste bu gordugunuz LED isigini calistiran pil o pil.
08:09
Now if we could scale this,
209
474000
2000
Eger bunun olculerini degistirirsek
08:11
you could actually use it
210
476000
2000
bunu Prius da (Toyota prius hibrid araba)
08:13
to run your Prius,
211
478000
2000
kullanabilecesiniz
08:15
which is my dream -- to be able to drive a virus-powered car.
212
480000
3000
ki virus gucu ile calitirilan bir araba benim hayallimdi.
08:19
But it's basically --
213
484000
2000
ama bu basitce
08:21
you can pull one out of a billion.
214
486000
3000
milyarda birini cekip cikarmak.
08:24
You can make lots of amplifications to it.
215
489000
2000
Bunu birçok ilâvelerle yapabilirsiniz.
08:26
Basically, you make an amplification in the lab,
216
491000
2000
bu ilaveleri laboratuarda yapmaniz mumkun.
08:28
and then you get it to self-assemble
217
493000
2000
daha sonra bu yapiyi birlestirip
08:30
into a structure like a battery.
218
495000
2000
pil seklini veriyorsunuz.
08:32
We're able to do this also with catalysis.
219
497000
2000
Bunu katalizorlerle de yapmaniz mumkun
08:34
This is the example
220
499000
2000
bu ornekte gordugunuz gibi
08:36
of photocatalytic splitting of water.
221
501000
2000
bu suyun fotokatalik parcalanmasi.
08:38
And what we've been able to do
222
503000
2000
bunu su sekilde yapmayi basardik:
08:40
is engineer a virus to basically take dye-absorbing molecules
223
505000
3000
virus boya emen molekulleri tutmasi icin dizayn edildi.
08:43
and line them up on the surface of the virus
224
508000
2000
ve bu molekuller virusun uzerine dizildi
08:45
so it acts as an antenna,
225
510000
2000
ve anten gibi davrandi
08:47
and you get an energy transfer across the virus.
226
512000
2000
boylece virus uzerinden enerji transferini sagladik.
08:49
And then we give it a second gene
227
514000
2000
ve viruse suyu
08:51
to grow an inorganic material
228
516000
2000
hidrijen ve oksijene ayiracak
08:53
that can be used to split water
229
518000
2000
inorganik materyeli olusturmasi icin
08:55
into oxygen and hydrogen
230
520000
2000
ikinci bir gen verdik.
08:57
that can be used for clean fuels.
231
522000
2000
bu yapi temiz yakitlar icin kullanilabilir.
08:59
And I brought an example with me of that today.
232
524000
2000
Buraya bir ornegini getirdim.
09:01
My students promised me it would work.
233
526000
2000
Ogrencilerim bana calisacagina dair soz verdiler.
09:03
These are virus-assembled nanowires.
234
528000
2000
bunlar viruslerden olusmus nanoteller.
09:05
When you shine light on them, you can see them bubbling.
235
530000
3000
uzerlerine isik tuttugumuda baloncuklar cikardiklarini goreceksiniz.
09:08
In this case, you're seeing oxygen bubbles come out.
236
533000
3000
oksiyen gazi olusuyor.
09:12
And basically, by controlling the genes,
237
537000
3000
verilen geni kontrol ederek
09:15
you can control multiple materials to improve your device performance.
238
540000
3000
olusturdugunuz maddenin ozelliklerini cihazinizin performansi icin gelistirebilirsiniz.
09:18
The last example are solar cells.
239
543000
2000
son ornegim gunes pilleri.
09:20
You can also do this with solar cells.
240
545000
2000
bunu gunes pilleri icin de yapabilirsiniz.
09:22
We've been able to engineer viruses
241
547000
2000
biz karbon nanotubleri tutacak
09:24
to pick up carbon nanotubes
242
549000
2000
virusleri olusturduk
09:26
and then grow titanium dioxide around them --
243
551000
4000
ve onlarin cevresine titanyum dioksit ile kapladik
09:30
and use as a way of getting electrons through the device.
244
555000
4000
bu sayede aletten elektron akisini elde elebiliriz.
09:34
And what we've found is through genetic engineering,
245
559000
2000
ve anladik ki, gen muhendisligi ile
09:36
we can actually increase
246
561000
2000
boya hassasiyetli
09:38
the efficiencies of these solar cells
247
563000
3000
gunes pillerinin
09:41
to record numbers
248
566000
2000
performansini
09:43
for these types of dye-sensitized systems.
249
568000
3000
arttirabilirsiniz.
09:46
And I brought one of those as well
250
571000
2000
Size bunlardan da bir tane getirdim.
09:48
that you can play around with outside afterward.
251
573000
3000
Bunlarla birazdan goz atabilirsiniz.
09:51
So this is a virus-based solar cell.
252
576000
2000
bu virus tabanli gunes pili.
09:53
Through evolution and selection,
253
578000
2000
Seleksiyon ve evrim yolu ile
09:55
we took it from an eight percent efficiency solar cell
254
580000
3000
biz % 8 performansligunes pillerini
09:58
to an 11 percent efficiency solar cell.
255
583000
3000
% 11 lik performansa cikartabildik.
10:01
So I hope that I've convinced you
256
586000
2000
Umarim sizi pgrenilecek bircok mukemmel
10:03
that there's a lot of great, interesting things to be learned
257
588000
3000
ve ilginc sey
10:06
about how nature makes materials --
258
591000
2000
Ve dohanin nasil maddeleri yaptigi hakkinda
10:08
and taking it the next step
259
593000
2000
ve eger zorlarsaniz
10:10
to see if you can force,
260
595000
2000
bir sonraki basamaga gecebilecegimiz hakkinda
10:12
or whether you can take advantage of how nature makes materials,
261
597000
2000
yada doganin bile henuz yapmayi hayal edemedigi maddeleri
10:14
to make things that nature hasn't yet dreamed of making.
262
599000
3000
insa etmek ve kullanmak konusunda ikna edebilmisimdir.
10:17
Thank you.
263
602000
2000
Teşekkür ederim.
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