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

Why you should listen

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

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

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

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

Angela Belcher: Using nature to grow batteries

Angela Belcher: Menggunakan alam untuk menumbuhkan baterai

Filmed:
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.
- Biological engineer
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 bitsedikit about how naturealam makesmembuat materialsbahan.
0
0
3000
Saya akan berbicara sedikit tentang bagaimana alam membuat material.
00:18
I broughtdibawa alongsepanjang with me an abaloneAbalone shellkulit.
1
3000
2000
Saya membawa sebuah cangkang abalon.
00:20
This abaloneAbalone shellkulit is a biocompositebiocomposite materialbahan
2
5000
3000
Cangkang abalon ini adalah sebuah material biokomposit
00:23
that's 98 percentpersen by massmassa calciumkalsium carbonatekarbonat
3
8000
3000
yang 98 persen massanya kalsium karbonat
00:26
and two percentpersen by massmassa proteinprotein.
4
11000
2000
dan dua persen massanya protein.
00:28
YetNamun, it's 3,000 timeswaktu tougherlebih keras
5
13000
2000
Tapi, benda ini 3.000 kali lebih kuat
00:30
than its geologicalgeologis counterpartmitra.
6
15000
2000
dari material geologis yang ada.
00:32
And a lot of people mightmungkin use structuresstruktur like abaloneAbalone shellskerang,
7
17000
3000
Banyak orang bisa menggunakan struktur seperti abalon ini,
00:35
like chalkkapur.
8
20000
2000
untuk kapur misalnya.
00:37
I've been fascinatedtertarik by how naturealam makesmembuat materialsbahan,
9
22000
2000
Saya terpesona oleh bagaimana alam membuat material,
00:39
and there's a lot of sequenceurutan
10
24000
2000
dan ada banyak urutan
00:41
to how they do suchseperti itu an exquisiteindah jobpekerjaan.
11
26000
2000
bagaimana mereka dapat melakukan pekerjaan serinci itu.
00:43
PartBagian of it is that these materialsbahan
12
28000
2000
Sebagian alasannya adalah karena material ini
00:45
are macroscopicmakroskopik in structurestruktur,
13
30000
2000
secara struktur makroskopik,
00:47
but they're formedterbentuk at the nanoscaleNanoscale menakjubkan.
14
32000
2000
tapi mereka dibentuk di skala nano.
00:49
They're formedterbentuk at the nanoscaleNanoscale menakjubkan,
15
34000
2000
Mereka dibentuk di skala nano,
00:51
and they use proteinsprotein that are codedKode by the geneticgenetik leveltingkat
16
36000
3000
dan mereka menggunakan protein yang disandi di tingkat genetik
00:54
that allowmengizinkan them to buildmembangun these really exquisiteindah structuresstruktur.
17
39000
3000
yang memampukan mereka membangun struktur yang sangat rinci ini.
00:57
So something I think is very fascinatingmenarik
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-livingnon-hidup structuresstruktur,
20
47000
2000
pada struktur yang tidak hidup,
01:04
like batteriesbaterai and like solartenaga surya cellssel?
21
49000
2000
seperti baterai dan sel surya?
01:06
What if they had some of the samesama capabilitieskemampuan
22
51000
2000
Bagaimana bila mereka punya kemampuan yang sama
01:08
that an abaloneAbalone shellkulit did,
23
53000
2000
seperti yang dilakukan cangkang abalon itu,
01:10
in termsistilah of beingmakhluk ablesanggup
24
55000
2000
dalam artian mampu
01:12
to buildmembangun really exquisiteindah structuresstruktur
25
57000
2000
membangun struktur yang sangat rinci
01:14
at roomkamar temperaturesuhu and roomkamar pressuretekanan,
26
59000
2000
pada suhu dan tekanan ruangan,
01:16
usingmenggunakan non-toxictidak beracun chemicalsbahan kimia
27
61000
2000
menggunakan bahan yang tidak beracun
01:18
and addingmenambahkan no toxicracun materialsbahan back into the environmentlingkungan Hidup?
28
63000
3000
dan tidak membuang bahan beracun ke lingkungan?
01:21
So that's the visionpenglihatan that I've been thinkingberpikir about.
29
66000
3000
Itulah visi yang selama ini saya pikirkan.
01:24
And so what if you could growtumbuh a batterybaterai in a PetriPetri dishhidangan?
30
69000
2000
Jadi bagaimana bila Anda bisa menumbuhkan baterai dalam cawan petri?
01:26
Or, what if you could give geneticgenetik informationinformasi to a batterybaterai
31
71000
3000
Atau, bagaimana bila Anda dapat memberi informasi genetik pada sebuah baterai
01:29
so that it could actuallysebenarnya becomemenjadi better
32
74000
2000
sehingga baterai itu dapat berfungsi lebih baik
01:31
as a functionfungsi of time,
33
76000
2000
seiring berjalannya waktu,
01:33
and do so in an environmentallylingkungan friendlyramah way?
34
78000
2000
dan melakukannya dengan cara yang ramah lingkungan?
01:35
And so, going back to this abaloneAbalone shellkulit,
35
80000
3000
Lalu, kembali ke cangkang abalon ini,
01:38
besidesselain beingmakhluk nano-structuredberstruktur Nano,
36
83000
2000
selain strukturnya yang nano,
01:40
one thing that's fascinatingmenarik,
37
85000
2000
satu hal yang mempesona,
01:42
is when a malepria and a femalewanita abaloneAbalone get togetherbersama,
38
87000
2000
adalah ketika abalon jantan dan betina kawin,
01:44
they passlulus on the geneticgenetik informationinformasi
39
89000
2000
mereka mewariskan informasi genetik
01:46
that saysmengatakan, "This is how to buildmembangun an exquisiteindah materialbahan.
40
91000
3000
yang mengatakan, "Begini caranya membangun material yang rinci.
01:49
Here'sBerikut adalah how to do it at roomkamar temperaturesuhu and pressuretekanan,
41
94000
2000
Begini cara melakukannya pada suhu dan tekanan ruangan,
01:51
usingmenggunakan non-toxictidak beracun materialsbahan."
42
96000
2000
menggunakan material tidak beracun."
01:53
SameSama with diatomsdiatom, whichyang are shownditunjukkan right here, whichyang are glasseousglasseous structuresstruktur.
43
98000
3000
Sama dengan diatom, yang ditunjukkan di sini, strukturnya seperti gelas.
01:56
EverySetiap time the diatomsdiatom replicatemengulangi,
44
101000
2000
Setiap kali diatom membelah,
01:58
they give the geneticgenetik informationinformasi that saysmengatakan,
45
103000
2000
mereka memberi informasi genetik yang berkata,
02:00
"Here'sBerikut adalah how to buildmembangun glasskaca in the oceanlautan
46
105000
2000
"Begini cara membuat gelas di dalam laut
02:02
that's perfectlysempurna nano-structuredberstruktur Nano.
47
107000
2000
yang berstruktur nano secara sempurna.
02:04
And you can do it the samesama, 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 samesama thing
49
111000
2000
Jadi bagaimana bila Anda dapat melakukan hal yang sama
02:08
with a solartenaga surya cellsel or a batterybaterai?
50
113000
2000
pada sebuah sel surya atau baterai?
02:10
I like to say my favoritefavorit biomaterialBiomaterial is my fourempat year-oldtahun.
51
115000
3000
Biomaterial favorit saya adalah anak saya yang berumur empat tahun.
02:13
But anyonesiapa saja who'ssiapa ever had, or knowstahu, smallkecil childrenanak-anak
52
118000
3000
Siapapun yang pernah memiliki, atau mengenal, anak kecil
02:16
knowstahu they're incrediblyluar biasa complexkompleks organismsorganisme.
53
121000
3000
tahu bahwa mereka adalah organisme yang sangat kompleks.
02:19
And so if you wanted to convincemeyakinkan them
54
124000
2000
Bila Anda ingin meyakinkan mereka
02:21
to do something they don't want to do, it's very difficultsulit.
55
126000
2000
untuk melakukan sesuatu yang tidak mereka inginkan, akan sangat sulit.
02:23
So when we think about futuremasa depan technologiesteknologi,
56
128000
3000
Jadi ketika berpikir tentang teknologi masa depan,
02:26
we actuallysebenarnya think of usingmenggunakan bacteriabakteri and virusvirus,
57
131000
2000
kita berpikir menggunakan bakteri dan virus,
02:28
simplesederhana organismsorganisme.
58
133000
2000
makhluk hidup yang sederhana.
02:30
Can you convincemeyakinkan them to work with a newbaru toolboxToolbox,
59
135000
2000
Dapatkah Anda meyakinkan mereka untuk bekerja dengan peralatan baru,
02:32
so that they can buildmembangun a structurestruktur
60
137000
2000
sehingga mereka bisa membangun sebuah struktur
02:34
that will be importantpenting to me?
61
139000
2000
yang akan jadi hal yang penting bagi saya?
02:36
AlsoJuga, when we think about futuremasa depan technologiesteknologi,
62
141000
2000
Lebih lagi, kita berpikir tentang teknologi masa depan.
02:38
we startmulai with the beginningawal of EarthBumi.
63
143000
2000
Kita mulai dengan awal dari Bumi.
02:40
BasicallyPada dasarnya, it tookmengambil a billionmilyar yearstahun
64
145000
2000
Pada dasarnya, butuh milyaran tahun
02:42
to have life on EarthBumi.
65
147000
2000
sehingga kehidupan muncul di Bumi.
02:44
And very rapidlycepat, they becamemenjadi multi-cellularcellular multi,
66
149000
2000
Dan dengan sangat cepat, kehidupan menjadi bersel banyak,
02:46
they could replicatemengulangi, they could use photosynthesisfotosintesis
67
151000
3000
dapat menggandakan diri, dapat berfotosintesis
02:49
as a way of gettingmendapatkan theirmereka energyenergi sourcesumber.
68
154000
2000
sebagai cara mendapatkan sumber energi.
02:51
But it wasn'ttidak untilsampai about 500 millionjuta yearstahun agolalu --
69
156000
2000
Tapi baru setelah 500 juta tahun yang lalu --
02:53
duringselama the CambrianKambrium geologicgeologis time periodperiode --
70
158000
2000
pada periode waktu geologis Kambrian --
02:55
that organismsorganisme in the oceanlautan starteddimulai makingmembuat hardkeras materialsbahan.
71
160000
3000
makhluk hidup di samudra mulai membuat material yang keras.
02:58
Before that, they were all softlembut, fluffyberbulu structuresstruktur.
72
163000
3000
Sebelumnya mereka semua mahkluk yang berstruktur lunak.
03:01
And it was duringselama this time
73
166000
2000
Pada masa itulah
03:03
that there was increasedmeningkat calciumkalsium and ironbesi
74
168000
2000
ada peningkatan kalsium dan besi
03:05
and siliconsilikon in the environmentlingkungan Hidup,
75
170000
2000
dan silikon di lingkungan mereka.
03:07
and organismsorganisme learnedterpelajar how to make hardkeras materialsbahan.
76
172000
3000
Makhluk hidup belajar bagaimana membuat material keras.
03:10
And so that's what I would like be ablesanggup to do --
77
175000
2000
Saya ingin bisa melakukan hal itu --
03:12
convincemeyakinkan biologybiologi
78
177000
2000
meyakinkan biologi
03:14
to work with the restberistirahat of the periodicberkala tablemeja.
79
179000
2000
untuk bekerja dengan unsur lainnya di tabel periodik.
03:16
Now if you look at biologybiologi,
80
181000
2000
Sekarang bila Anda lihat biologi,
03:18
there's manybanyak structuresstruktur like DNADNA and antibodiesantibodi
81
183000
2000
ada banyak struktur seperti DNA dan antibodi
03:20
and proteinsprotein and ribosomesribosom that you've heardmendengar about
82
185000
2000
dan protein dan ribosom yang sudah Anda dengar
03:22
that are alreadysudah nano-structuredberstruktur Nano.
83
187000
2000
dan mereka sudah berstruktur nano.
03:24
So naturealam alreadysudah givesmemberi us
84
189000
2000
Jadi alam sudah memberi kita
03:26
really exquisiteindah structuresstruktur on the nanoscaleNanoscale menakjubkan.
85
191000
2000
struktur yang benar-benar rinci dengan skala nano.
03:28
What if we could harnessmemanfaatkan them
86
193000
2000
Bagaimana bila kita dapat memanfaatkan mereka
03:30
and convincemeyakinkan them to not be an antibodyantibodi
87
195000
2000
dan meyakinkan mereka untuk tidak menjadi antibodi
03:32
that does something like HIVHIV?
88
197000
2000
yang berakibat seperti HIV?
03:34
But what if we could convincemeyakinkan them
89
199000
2000
Tapi bagaimana bila kita dapat meyakinkan mereka
03:36
to buildmembangun a solartenaga surya cellsel for us?
90
201000
2000
untuk membangun sebuah sel surya untuk kita?
03:38
So here are some examplescontoh: these are some naturalalam shellskerang.
91
203000
2000
Ini beberapa contohnya: ini adalah beberapa cangkang alami.
03:40
There are naturalalam biologicalbiologis materialsbahan.
92
205000
2000
Ini adalah material biologis alami.
03:42
The abaloneAbalone shellkulit here -- and if you fracturepatah it,
93
207000
2000
Cangkang abalon di sini -- bila Anda memecahkannya,
03:44
you can look at the factfakta that it's nano-structuredberstruktur Nano.
94
209000
2000
Anda dapat melihat bukti bahwa strukturnya nano.
03:46
There's diatomsdiatom madeterbuat out of SIOSIO2,
95
211000
3000
Ada diatom yang terdiri dari SiO2,
03:49
and they're magnetotacticmagnetotactic bacteriabakteri
96
214000
2000
dan ada bakteria magnetotatis
03:51
that make smallkecil, single-domainSingle-domain magnetsmagnet used for navigationnavigasi.
97
216000
3000
yang membuat magnet tunggal kecil yang digunakan untuk navigasi.
03:54
What all these have in commonumum
98
219000
2000
Kesamaan contoh-contoh ini
03:56
is these materialsbahan are structuredtersusun at the nanoscaleNanoscale menakjubkan,
99
221000
2000
adalah bahwa material itu disusun pada skala nano,
03:58
and they have a DNADNA sequenceurutan
100
223000
2000
dan mereka punya sekuen DNA
04:00
that codesKode for a proteinprotein sequenceurutan
101
225000
2000
yang menyandi sebuah sekuen protein,
04:02
that givesmemberi them the blueprintcetak biru
102
227000
2000
yang memberi mereka cetak biru
04:04
to be ablesanggup to buildmembangun these really wonderfulhebat structuresstruktur.
103
229000
2000
untuk dapat membangun struktur yang sungguh mengagumkan ini.
04:06
Now, going back to the abaloneAbalone shellkulit,
104
231000
2000
Sekarang, kembali ke cangkang abalon,
04:08
the abaloneAbalone makesmembuat this shellkulit by havingmemiliki these proteinsprotein.
105
233000
3000
abalon membuat cangkang ini dengan protein-protein ini.
04:11
These proteinsprotein are very negativelynegatif chargeddibebankan.
106
236000
2000
Protein ini bermuatan sangat negatif.
04:13
And they can pullTarik calciumkalsium out of the environmentlingkungan Hidup,
107
238000
2000
Mereka dapat menarik kalsium dari lingkungan,
04:15
put down a layerlapisan of calciumkalsium and then carbonatekarbonat, calciumkalsium and carbonatekarbonat.
108
240000
3000
menyusun lapisan kalsium lalu karbonat, kalsium dan karbonat.
04:18
It has the chemicalbahan kimia sequencesurutan of aminoamino acidsasam,
109
243000
3000
Ada sekuen kimia asam-asam amino
04:21
whichyang saysmengatakan, "This is how to buildmembangun the structurestruktur.
110
246000
2000
yang berkata, "Begini cara membangun strukturnya.
04:23
Here'sBerikut adalah the DNADNA sequenceurutan, here'sini the proteinprotein sequenceurutan
111
248000
2000
Ini sekuen DNA-nya, ini sekuen proteinnya
04:25
in ordermemesan to do it."
112
250000
2000
untuk melakukan pekerjaan itu."
04:27
And so an interestingmenarik ideaide is, what if you could take any materialbahan that you wanted,
113
252000
3000
Bagaimana bila Anda dapat mengambil material yang Anda inginkan,
04:30
or any elementelemen on the periodicberkala tablemeja,
114
255000
2000
atau unsur apapun dalam tabel periodik,
04:32
and find its correspondingsesuai DNADNA sequenceurutan,
115
257000
3000
dan menemukan sekuen DNA yang cocok dengan itu,
04:35
then codekode it for a correspondingsesuai proteinprotein sequenceurutan
116
260000
2000
lalu menyandinya untuk sekuen protein yang cocok
04:37
to buildmembangun a structurestruktur, but not buildmembangun an abaloneAbalone shellkulit --
117
262000
3000
untuk membangun sebuah struktur, tapi bukan cangkang abalon --
04:40
buildmembangun something that, throughmelalui naturealam,
118
265000
2000
membangun sesuatu yang, di alam,
04:42
it has never had the opportunitykesempatan to work with yetnamun.
119
267000
3000
belum pernah dibuat di alam.
04:45
And so here'sini the periodicberkala tablemeja.
120
270000
2000
Ini adalah tabel periodiknya.
04:47
And I absolutelybenar love the periodicberkala tablemeja.
121
272000
2000
Saya sungguh suka tabel periodik ini.
04:49
EverySetiap yeartahun for the incomingmasuk freshmanmahasiswa classkelas at MITMIT,
122
274000
3000
Setiap tahun untuk mahasiswa baru di MIT,
04:52
I have a periodicberkala tablemeja madeterbuat that saysmengatakan,
123
277000
2000
saya membuat tabel periodik yang bertuliskan,
04:54
"WelcomeSelamat datang to MITMIT. Now you're in your elementelemen."
124
279000
3000
"Selamat datang di MIT. Sekarang Anda berada dalam unsur Anda."
04:57
And you flipmembalik it over, and it's the aminoamino acidsasam
125
282000
3000
Silakan Anda balik, di sana ada asam-asam amino
05:00
with the PHPH at whichyang they have differentberbeda chargesbiaya.
126
285000
2000
dengan pH di mana mereka punya muatan berbeda.
05:02
And so I give this out to thousandsribuan of people.
127
287000
3000
Saya memberikan ini pada ribuan orang.
05:05
And I know it saysmengatakan MITMIT, and this is CaltechCaltech,
128
290000
2000
Saya tahu ada tulisan MIT, dan ini Caltech,
05:07
but I have a couplepasangan extratambahan if people want it.
129
292000
2000
tapi saya punya kelebihan bila Anda mau.
05:09
And I was really fortunateberuntung
130
294000
2000
Saya sungguh beruntung
05:11
to have PresidentPresiden ObamaObama visitmengunjungi my lablaboratorium this yeartahun
131
296000
2000
dikunjungi Presiden Obama di lab saya tahun ini,
05:13
on his visitmengunjungi to MITMIT,
132
298000
2000
pada kunjungannya ke MIT,
05:15
and I really wanted to give him a periodicberkala tablemeja.
133
300000
2000
saya sungguh ingin memberinya sebuah tabel periodik.
05:17
So I stayedtinggal up at night, and I talkedberbicara to my husbandSuami,
134
302000
2000
Saya tak bisa tidur, dan saya bicara pada suami saya,
05:19
"How do I give PresidentPresiden ObamaObama a periodicberkala tablemeja?
135
304000
3000
"Bagaimana cara saya memberi tabel periodik pada Presiden Obama?
05:22
What if he saysmengatakan, 'Oh' Oh, I alreadysudah have one,'
136
307000
2000
Bagaimana bila dia bilang, 'Oh, saya sudah punya satu,'
05:24
or, 'I've' Aku alreadysudah memorizedhafal it'itu '?" (LaughterTawa)
137
309000
2000
atau, 'Saya sudah menghafalnya'?"
05:26
And so he camedatang to visitmengunjungi my lablaboratorium
138
311000
2000
Lalu dia berkunjung ke lab saya
05:28
and lookedtampak around -- it was a great visitmengunjungi.
139
313000
2000
dan melihat-lihat -- itu kunjungan yang baik.
05:30
And then afterwardkemudian, I said,
140
315000
2000
Lalu kemudian saya berkata,
05:32
"SirSir, I want to give you the periodicberkala tablemeja
141
317000
2000
"Pak, saya ingin memberi Anda tabel periodik
05:34
in casekasus you're ever in a bindmengikat and need to calculatemenghitung molecularmolekuler weightberat."
142
319000
4000
untuk jaga-jaga bila suatu saat Anda butuh menghitung berat molekul."
05:38
And I thought molecularmolekuler weightberat soundedterdengar much lesskurang nerdykutu buku
143
323000
2000
Saya pikir berat molekul terdengar jauh lebih tidak aneh
05:40
than molarmolar massmassa.
144
325000
2000
daripada massa molar.
05:42
And so he lookedtampak 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 periodicallysecara berkala."
147
331000
2000
"Terima kasih. Saya akan melihatnya secara periodik."
05:48
(LaughterTawa)
148
333000
2000
(Tawa)
05:50
(ApplauseTepuk tangan)
149
335000
4000
(Tepuk tangan)
05:54
And laterkemudian in a lecturekuliah that he gavememberi on cleanbersih energyenergi,
150
339000
3000
Kemudian pada ceramahnya tentang energi bersih,
05:57
he pulledditarik it out and said,
151
342000
2000
dia mengeluarkannya dan berkata,
05:59
"And people at MITMIT, they give out periodicberkala tablestabel."
152
344000
2000
"Orang-orang di MIT membagi-bagikan tabel periodik."
06:01
So basicallypada dasarnya what I didn't tell you
153
346000
3000
Pada dasarnya yang belum saya katakan adalah
06:04
is that about 500 millionjuta yearstahun agolalu, organismsorganisme starterpemula makingmembuat materialsbahan,
154
349000
3000
bahwa sekitar 500 juta tahun lalu, makhluk hidup mulai membuat material,
06:07
but it tookmengambil them about 50 millionjuta yearstahun to get good at it.
155
352000
2000
tapi mereka butuh sekitar 50 juta tahun untuk jadi mahir.
06:09
It tookmengambil them about 50 millionjuta yearstahun
156
354000
2000
Mereka butuh waktu sekitar 50 juta tahun
06:11
to learnbelajar how to perfectsempurna how to make that abaloneAbalone shellkulit.
157
356000
2000
untuk belajar menyempurnakan cara membuat cangkang abalon itu.
06:13
And that's a hardkeras sellmenjual to a graduatelulus studentmahasiswa. (LaughterTawa)
158
358000
2000
Itu bukan hal yang menarik bagi murid pascasarjana.
06:15
"I have this great projectproyek -- 50 millionjuta yearstahun."
159
360000
3000
"Saya punya proyek besar -- 50 juta tahun."
06:18
And so we had to developmengembangkan a way
160
363000
2000
Maka kami harus mengembangkan cara
06:20
of tryingmencoba to do this more rapidlycepat.
161
365000
2000
untuk mencoba melakukan hal ini lebih cepat.
06:22
And so we use a virusvirus that's a non-toxictidak beracun virusvirus
162
367000
2000
Maka kami menggunakan virus yang tidak beracun
06:24
calledbernama M13 bacteriophageBacteriofag
163
369000
2000
yang disebut bakteriofag M13
06:26
that's jobpekerjaan is to infectmenginfeksi bacteriabakteri.
164
371000
2000
yang kerjanya menginfeksi bakteria.
06:28
Well it has a simplesederhana DNADNA structurestruktur
165
373000
2000
Dia punya sebuah struktur DNA yang sederhana
06:30
that you can go in and cutmemotong and pastepasta
166
375000
2000
sehingga Anda dapat masuk, memotong, dan merekatkan
06:32
additionaltambahan DNADNA sequencesurutan into it.
167
377000
2000
sekuen DNA tambahan di dalamnya.
06:34
And by doing that, it allowsmemungkinkan the virusvirus
168
379000
2000
Dengan melakukan hal itu, virus itu dapat
06:36
to expressmengekspresikan randomacak proteinprotein sequencesurutan.
169
381000
3000
mengekspresikan sekuen protein yang acak.
06:39
And this is prettycantik easymudah biotechnologybioteknologi.
170
384000
2000
Ini bioteknologi yang cukup mudah.
06:41
And you could basicallypada dasarnya do this a billionmilyar timeswaktu.
171
386000
2000
Pada dasarnya Anda dapat melakukannya milyaran kali.
06:43
And so you can go in and have a billionmilyar differentberbeda virusesvirus
172
388000
2000
Anda dapat bekerja dan memiliki semilyar virus yang berbeda
06:45
that are all geneticallysecara genetis identicalidentik,
173
390000
2000
yang identik secara genetis,
06:47
but they differberbeda from eachsetiap other basedberbasis on theirmereka tipsTips,
174
392000
2000
tapi satu sama lain berbeda pada satu hal,
06:49
on one sequenceurutan
175
394000
2000
pada satu sekuen
06:51
that codesKode for one proteinprotein.
176
396000
2000
yang menyandi satu protein.
06:53
Now if you take all billionmilyar virusesvirus,
177
398000
2000
Bila Anda ambil semua milyaran virus itu,
06:55
and you can put them in one droppenurunan of liquidcair,
178
400000
2000
dan Anda dapat menaruhnya dalam satu tetes cairan,
06:57
you can forcememaksa them to interactberinteraksi with anything you want on the periodicberkala tablemeja.
179
402000
3000
Anda dapat memaksa mereka berinteraksi dengan apapun yang Anda inginkan di tabel periodik.
07:00
And throughmelalui a processproses of selectionpilihan evolutionevolusi,
180
405000
2000
Dan melalui sebuah proses seleksi evolusi,
07:02
you can pullTarik one out of a billionmilyar that does something that you'dAnda akan like it to do,
181
407000
3000
Anda dapat mengambil satu dari satu milyar itu yang melakukan sesuatu yang Anda inginkan,
07:05
like growtumbuh a batterybaterai or growtumbuh a solartenaga surya cellsel.
182
410000
2000
seperti menumbuhkan sebuah baterai atau sel surya.
07:07
So basicallypada dasarnya, virusesvirus can't replicatemengulangi themselvesdiri; they need a hosttuan rumah.
183
412000
3000
Pada dasarnya virus tak dapat menggandakan diri sendiri, mereka butuh inang.
07:10
OnceSekali you find that one out of a billionmilyar,
184
415000
2000
Saat Anda menemukan satu dari semilyar itu,
07:12
you infectmenginfeksi it into a bacteriabakteri,
185
417000
2000
Anda infeksikan virus itu ke bakteri,
07:14
and you make millionsjutaan and billionsmiliaran of copiessalinan
186
419000
2000
dan Anda buat berjuta-juta kopi salinan
07:16
of that particulartertentu sequenceurutan.
187
421000
2000
dari sekuen tertentu itu.
07:18
And so the other thing that's beautifulindah about biologybiologi
188
423000
2000
Hal lain yang menarik tentang biologi
07:20
is that biologybiologi givesmemberi you really exquisiteindah structuresstruktur
189
425000
2000
adalah bahwa biologi memberi Anda struktur yang sungguh rinci
07:22
with nicebagus linklink scalessisik.
190
427000
2000
dengan sambungan sisik yang bagus.
07:24
And these virusesvirus are long and skinnykurus,
191
429000
2000
Virus-virus ini panjang dan kurus,
07:26
and we can get them to expressmengekspresikan the abilitykemampuan
192
431000
2000
dan kita dapat menggunakan mereka mengekspresikan kemampuan
07:28
to growtumbuh something like semiconductorssemikonduktor
193
433000
2000
untuk menumbuhkan sesuatu seperti semikonduktor
07:30
or materialsbahan for batteriesbaterai.
194
435000
2000
atau material untuk baterai.
07:32
Now this is a high-poweredbertenaga tinggi batterybaterai that we grewtumbuh in my lablaboratorium.
195
437000
3000
Ini adalah baterai bertenaga besar yang kami tumbuhkan di lab saya.
07:35
We engineereddirekayasa a virusvirus to pickmemilih up carbonkarbon nanotubesnanotube.
196
440000
3000
Kami merekayasa sebuah virus untuk mengambil tabung karbon nano.
07:38
So one partbagian of the virusvirus grabsmeraih a carbonkarbon nanotubenanotube.
197
443000
2000
Satu bagian virus mengambil tabung karbon nano.
07:40
The other partbagian of the virusvirus has a sequenceurutan
198
445000
2000
Bagian virus lainnya punya sekuen
07:42
that can growtumbuh an electrodeelektroda materialbahan for a batterybaterai.
199
447000
3000
yang dapat menumbuhkan material elektroda untuk sebuah baterai.
07:45
And then it wireskabel itselfdiri to the currentarus collectorKolektor.
200
450000
3000
Lalu virus itu menyambungkan dirinya sendiri ke pengumpul arus.
07:48
And so throughmelalui a processproses of selectionpilihan evolutionevolusi,
201
453000
2000
Melalui sebuah proses seleksi evolusi,
07:50
we wentpergi from beingmakhluk ablesanggup to have a virusvirus that madeterbuat a crummypayah batterybaterai
202
455000
3000
kami maju dari punya sebuah virus yang menghasilkan baterai yang rapuh
07:53
to a virusvirus that madeterbuat a good batterybaterai
203
458000
2000
ke virus yang menghasilkan baterai yang bagus
07:55
to a virusvirus that madeterbuat a record-breakingmemecahkan rekor, high-poweredbertenaga tinggi batterybaterai
204
460000
3000
ke virus yang menghasilkan baterai yang bertenaga besar dan memecahkan rekor
07:58
that's all madeterbuat at roomkamar temperaturesuhu, basicallypada dasarnya at the benchbangku toppuncak.
205
463000
3000
semua itu dibuat di suhu ruangan, di atas meja.
08:01
And that batterybaterai wentpergi to the WhitePutih HouseRumah for a presstekan conferencekonferensi.
206
466000
3000
Baterai itu dibawa ke Gedung Putih untuk konferensi pers.
08:04
I broughtdibawa it here.
207
469000
2000
Saya membawanya ke sini.
08:06
You can see it in this casekasus -- that's lightingpenerangan this LED.
208
471000
3000
Anda dapat melihatnya ada di dalam wadah ini -- menyalakan LED ini.
08:09
Now if we could scaleskala this,
209
474000
2000
Bila kita dapat memperbesar skalanya,
08:11
you could actuallysebenarnya use it
210
476000
2000
Anda dapat menggunakannya
08:13
to runmenjalankan your PriusPrius,
211
478000
2000
untuk menjalankan mobil Prius Anda,
08:15
whichyang is my dreammimpi -- to be ablesanggup to drivemendorong a virus-poweredbertenaga virus carmobil.
212
480000
3000
itu mimpi saya -- dapat mengendarai mobil bertenaga virus.
08:19
But it's basicallypada dasarnya --
213
484000
2000
Tapi pada dasarnya --
08:21
you can pullTarik one out of a billionmilyar.
214
486000
3000
Anda dapat ambil satu dari satu juta.
08:24
You can make lots of amplificationsamplifikasi to it.
215
489000
2000
Anda dapat memperbanyaknya berulang kali.
08:26
BasicallyPada dasarnya, you make an amplificationamplifikasi in the lablaboratorium,
216
491000
2000
Anda melakukan amplifikasi di lab.
08:28
and then you get it to self-assemblemerakit sendiri
217
493000
2000
Lalu Anda membuatnya menyusun dirinya sendiri
08:30
into a structurestruktur like a batterybaterai.
218
495000
2000
menjadi struktur seperti baterai.
08:32
We're ablesanggup to do this alsojuga with catalysiskatalis.
219
497000
2000
Kami juga mampu melakukan hal yang sama dengan katalisis.
08:34
This is the examplecontoh
220
499000
2000
Ini contohnya
08:36
of photocatalyticFotokatalitik splittingmembelah of waterair.
221
501000
2000
fotokatalisis membelah molekul air.
08:38
And what we'vekita sudah been ablesanggup to do
222
503000
2000
Apa yang sudah dapat kami lakukan
08:40
is engineerinsinyur a virusvirus to basicallypada dasarnya take dye-absorbingpewarna-menyerap moleculesmolekul
223
505000
3000
adalah merekayasa virus untuk mengambil molekul penyerap warna
08:43
and linegaris them up on the surfacepermukaan of the virusvirus
224
508000
2000
dan menatanya di permukaan virus itu
08:45
so it actstindakan as an antennaantena,
225
510000
2000
sehingga molekul tersebut berperan sebagai antena,
08:47
and you get an energyenergi transfertransfer acrossmenyeberang the virusvirus.
226
512000
2000
dan terjadi transfer energi melalui virus itu.
08:49
And then we give it a secondkedua genegen
227
514000
2000
Lalu kami memberinya gen kedua
08:51
to growtumbuh an inorganicanorganik materialbahan
228
516000
2000
untuk menumbuhkan material inorganik
08:53
that can be used to splitmembagi waterair
229
518000
2000
yang dapat digunakan untuk membelah air
08:55
into oxygenoksigen and hydrogenhidrogen
230
520000
2000
menjadi oksigen dan hidrogen,
08:57
that can be used for cleanbersih fuelsbahan bakar.
231
522000
2000
yang dapat digunakan untuk bahan bakar yang bersih.
08:59
And I broughtdibawa an examplecontoh with me of that todayhari ini.
232
524000
2000
Saya bawa contohnya bersama saya hari ini.
09:01
My studentssiswa promisedberjanji me it would work.
233
526000
2000
Mahasiswa saya berjanji ini akan bekerja.
09:03
These are virus-assembledvirus-berkumpul. nanowiresnanowires.
234
528000
2000
Ini adalah kawat nano yang disusun dari virus.
09:05
When you shinebersinar lightcahaya on them, you can see them bubblingmenggelegak.
235
530000
3000
Ketika Anda menyinarinya, Anda dapat melihat mereka bergelembung.
09:08
In this casekasus, you're seeingmelihat oxygenoksigen bubblesgelembung come out.
236
533000
3000
Dalam hal ini Anda sedang melihat gelembung oksigen keluar.
09:12
And basicallypada dasarnya, by controllingmengendalikan the genesgen,
237
537000
3000
Pada dasarnya dengan mengendalikan gen,
09:15
you can controlkontrol multiplebanyak materialsbahan to improvememperbaiki your devicealat performancekinerja.
238
540000
3000
Anda dapat mengatur beberapa material yang dapat meningkatkan kinerja piranti Anda.
09:18
The last examplecontoh are solartenaga surya cellssel.
239
543000
2000
Contoh terakhir adalah sel surya.
09:20
You can alsojuga do this with solartenaga surya cellssel.
240
545000
2000
Anda juga dapat melakukan hal ini pada sel surya.
09:22
We'veKami telah been ablesanggup to engineerinsinyur virusesvirus
241
547000
2000
Kami telah mampu merekayasa virus
09:24
to pickmemilih up carbonkarbon nanotubesnanotube
242
549000
2000
untuk mengambil tabung karbon nano
09:26
and then growtumbuh titaniumTitanium dioxidedioksida around them --
243
551000
4000
dan lalu menumbuhkan titanium dioksida di sekitar mereka --
09:30
and use as a way of gettingmendapatkan electronselektron throughmelalui the devicealat.
244
555000
4000
yang digunakan untuk menyalurkan elektron melalui piranti itu.
09:34
And what we'vekita sudah foundditemukan is throughmelalui geneticgenetik engineeringteknik,
245
559000
2000
Apa yang kami temukan adalah melalui rekayasa genetik,
09:36
we can actuallysebenarnya increasemeningkat
246
561000
2000
kita dapat benar-benar meningkatkan
09:38
the efficienciesefisiensi of these solartenaga surya cellssel
247
563000
3000
efisiensi sel-sel surya ini
09:41
to recordmerekam numbersangka
248
566000
2000
sampai ke angka rekor
09:43
for these typesjenis of dye-sensitizedpewarna-darinya systemssistem.
249
568000
3000
untuk sistem yang disensitisasi pewarna semacam ini.
09:46
And I broughtdibawa one of those as well
250
571000
2000
Saya juga bawa satu contohnya
09:48
that you can playbermain around with outsidedi luar afterwardkemudian.
251
573000
3000
jadi Anda bisa bermain dengannya di luar nanti.
09:51
So this is a virus-basedberbasis virus solartenaga surya cellsel.
252
576000
2000
Jadi ini adalah sel surya berbasis virus.
09:53
ThroughMelalui evolutionevolusi and selectionpilihan,
253
578000
2000
Melalui evolusi dan seleksi,
09:55
we tookmengambil it from an eightdelapan percentpersen efficiencyefisiensi solartenaga surya cellsel
254
580000
3000
kami mengembangkannya dari sel surya berefisiensi 8%
09:58
to an 11 percentpersen efficiencyefisiensi solartenaga surya cellsel.
255
583000
3000
ke sel surya berefisiensi 11%.
10:01
So I hopeberharap that I've convincedyakin you
256
586000
2000
Saya harap saya telah meyakinkan Anda
10:03
that there's a lot of great, interestingmenarik things to be learnedterpelajar
257
588000
3000
bahwa ada banyak hal yang besar dan menarik untuk dipelajari
10:06
about how naturealam makesmembuat materialsbahan --
258
591000
2000
tentang bagaimana alam membuat material --
10:08
and takingpengambilan it the nextberikutnya steplangkah
259
593000
2000
dan membawanya ke tingkat lebih lanjut
10:10
to see if you can forcememaksa,
260
595000
2000
untuk mengetahui apakah Anda dapat memaksa,
10:12
or whetherapakah you can take advantagekeuntungan of how naturealam makesmembuat materialsbahan,
261
597000
2000
atau Anda dapat mengambil keuntungan dari bagaimana alam membuat material,
10:14
to make things that naturealam hasn'tbelum yetnamun dreamedbermimpi of makingmembuat.
262
599000
3000
untuk membuat hal yang belum pernah dibuat di alam.
10:17
Thank you.
263
602000
2000
Terima kasih.
Translated by Abdi Christia
Reviewed by Amir Sudjono

▲Back to top

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

Why you should listen

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

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

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

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