TEDxCaltech
Angela Belcher: Using nature to grow batteries
Angela Belcher: come usare la natura per far crescere una batteria
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Inspirandosi alla conchiglia dell'abalone, Angela Belcher programma i virus per costruire delle eleganti strutture su scala nanometrica che possono essere usate dagli uomini. Tramite un processo di evoluzione guidata per selezionare i geni ad alta performance, Angela ha prodotto dei virus che sanno costruire delle nuove e potenti batterie, combustibili puliti a idrogeno e celle solari da record. Ci mostra come a TEDxCaltech.
Angela Belcher - Biological engineer
Angela Belcher looks to nature for inspiration on how to engineer viruses to create extraordinary new materials. Full bio
Angela Belcher looks to nature for inspiration on how to engineer viruses to create extraordinary new materials. Full bio
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I thought I would talk a little bit about how nature makes materials.
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3000
Ho pensato di parlarvi un po' di come la natura produca i materiali.
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I brought along with me an abalone shell.
1
3000
2000
Ho portato con me un abalone (haliotis, orecchia di mare).
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This abalone shell is a biocomposite material
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5000
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Questo abalone è un materiale biocomposto
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that's 98 percent by mass calcium carbonate
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costituito al 98 per cento della massa da carbonato di calcio
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and two percent by mass protein.
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e al due per cento da proteine.
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Yet, it's 3,000 times tougher
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13000
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Eppure, è 3000 volte più duro
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than its geological counterpart.
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15000
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del suo equivalente geologico.
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And a lot of people might use structures like abalone shells,
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17000
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E molte persone usano strutture simili all'abalone,
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like chalk.
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2000
tipo il gesso.
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I've been fascinated by how nature makes materials,
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Sono rimasta affascinata da come la natura produca materiali,
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and there's a lot of sequence
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e c'è una lunga sequenza
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to how they do such an exquisite job.
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per come fare un lavoro così squisito.
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Part of it is that these materials
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In parte il motivo è che questi materiali
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are macroscopic in structure,
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hanno una struttura macroscopica,
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but they're formed at the nanoscale.
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32000
2000
ma vengono formati su scala nanometrica.
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They're formed at the nanoscale,
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34000
2000
Sono formati su scala nanometrica,
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and they use proteins that are coded by the genetic level
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36000
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e usano le proteine che sono codificate al livello genetico
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that allow them to build these really exquisite structures.
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39000
3000
e che permettono di costruire queste strutture davvero raffinate.
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So something I think is very fascinating
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42000
2000
Quindi ciò che penso sia molto affascinante
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is what if you could give life
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44000
3000
è che cosa ne pensate se si potesse dar vita
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to non-living structures,
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47000
2000
a strutture inanimate
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like batteries and like solar cells?
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49000
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come le batterie o le celle solari?
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What if they had some of the same capabilities
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51000
2000
E se avessero alcune delle capacità
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that an abalone shell did,
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2000
che ha l'abalone,
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in terms of being able
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55000
2000
per quanto riguarda l'essere in grado
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to build really exquisite structures
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57000
2000
di costruire strutture davvero raffinate
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at room temperature and room pressure,
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59000
2000
a temperatura ambiente e pressione ambiente,
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using non-toxic chemicals
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usando composti chimici non tossici
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and adding no toxic materials back into the environment?
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63000
3000
e senza immettere materiali tossici nell'ambiente?
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So that's the vision that I've been thinking about.
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66000
3000
Allora, è questa l'idea su cui ho continuato a riflettere.
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And so what if you could grow a battery in a Petri dish?
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69000
2000
E se si potesse far crescere una batteria in una capsula di Petri?
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Or, what if you could give genetic information to a battery
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71000
3000
O se si potesse dare dell'informazione genetica ad una batteria
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so that it could actually become better
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74000
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cosicché potrebbe addirittura migliorare
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as a function of time,
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76000
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nel tempo,
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and do so in an environmentally friendly way?
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2000
e fare ciò in modo sostenibile per l'ambiente?
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And so, going back to this abalone shell,
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80000
3000
E quindi, tornando all'abalone,
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besides being nano-structured,
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83000
2000
oltre ad essere nano-strutturato,
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one thing that's fascinating,
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85000
2000
una cosa che è affascinante,
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is when a male and a female abalone get together,
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87000
2000
è che quando un maschio ed una femmina di abalone di uniscono,
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they pass on the genetic information
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89000
2000
inoltrano l'informazione genetica
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that says, "This is how to build an exquisite material.
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91000
3000
che dice "Ecco come si costruisce un materiale squisito.
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Here's how to do it at room temperature and pressure,
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94000
2000
Ecco come farlo a temperature e pressione ambiente,
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using non-toxic materials."
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96000
2000
senza usare materiali tossici."
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Same with diatoms, which are shown right here, which are glasseous structures.
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98000
3000
Lo stesso per le diatomee, mostrate qui, che sono strutture vetrose.
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Every time the diatoms replicate,
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101000
2000
Ogni volta che le diatomee si replicano,
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they give the genetic information that says,
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2000
danno l'informazione genetica, la quale dice
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"Here's how to build glass in the ocean
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105000
2000
"Ecco come si costruisce il vetro nell'oceano
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that's perfectly nano-structured.
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107000
2000
un vetro che è perfettamente nano-strutturato.
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And you can do it the same, over and over again."
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109000
2000
E lo si può fare identico ogni volta ripetutamente."
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So what if you could do the same thing
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111000
2000
E se potessimo fare la stessa cosa
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with a solar cell or a battery?
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113000
2000
per una cella solare o una batteria?
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I like to say my favorite biomaterial is my four year-old.
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115000
3000
Mi piace dirla così, che il mio biomateriale preferito è mio figlio di 4 anni.
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But anyone who's ever had, or knows, small children
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118000
3000
Ma chiunque abbia mai avuto, o conosca, dei bambini piccoli
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knows they're incredibly complex organisms.
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3000
sa che sono degli organismi incredibilmente complessi.
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And so if you wanted to convince them
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124000
2000
E quindi se volete convincerli
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to do something they don't want to do, it's very difficult.
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126000
2000
a fare qualcosa che non vogliono fare, è difficilissimo.
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So when we think about future technologies,
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128000
3000
Quindi quando immaginiamo le tecnologie del futuro,
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we actually think of using bacteria and virus,
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131000
2000
pensiamo davvero di usare batteri e virus,
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simple organisms.
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133000
2000
organismi semplici.
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Can you convince them to work with a new toolbox,
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135000
2000
Riuscite a convincerli a lavorare con una nuova cassetta degli attrezzi,
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so that they can build a structure
60
137000
2000
cosicché possano costruire una struttura
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that will be important to me?
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139000
2000
che sia utile a me?
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Also, when we think about future technologies,
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141000
2000
E poi, pensiamo alle tecnologie del futuro.
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we start with the beginning of Earth.
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143000
2000
Ma cominciamo dall'inizio, dai primordi della Terra.
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Basically, it took a billion years
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145000
2000
Praticamente, c'è voluto un miliardo di anni
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to have life on Earth.
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147000
2000
per avere la vita sulla Terra.
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And very rapidly, they became multi-cellular,
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149000
2000
E molto rapidamente, gli organismi diventarono multi-cellulari,
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they could replicate, they could use photosynthesis
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151000
3000
impararono a replicarsi, a fare la fotosintesi
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as a way of getting their energy source.
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154000
2000
come mezzo di approvvigionamento energetico.
02:51
But it wasn't until about 500 million years ago --
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156000
2000
Ma non fu prima di 500 milioni di anni fa --
02:53
during the Cambrian geologic time period --
70
158000
2000
durante il periodo geologico Cambriano --
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that organisms in the ocean started making hard materials.
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160000
3000
che gli organismi degli oceani cominciarono a produrre materiali duri.
02:58
Before that, they were all soft, fluffy structures.
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163000
3000
Prima di allora erano tutte strutture molli e soffici.
03:01
And it was during this time
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166000
2000
E fu durante questo periodo
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that there was increased calcium and iron
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168000
2000
che la concentrazione nell'ambiente
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and silicon in the environment,
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170000
2000
di calcio, ferro e silicio aumentarono.
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and organisms learned how to make hard materials.
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172000
3000
E gli organismi impararono a produrre materiali duri.
03:10
And so that's what I would like be able to do --
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175000
2000
E quindi è questo quello che vorrei riuscire a fare --
03:12
convince biology
78
177000
2000
convincere la biologia
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to work with the rest of the periodic table.
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179000
2000
a lavorare con il resto della tavola periodica.
03:16
Now if you look at biology,
80
181000
2000
Ora se date un'occhiata alla biologia,
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there's many structures like DNA and antibodies
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183000
2000
ci sono tante strutture come il DNA e gli anticorpi
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and proteins and ribosomes that you've heard about
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185000
2000
e le proteine e i ribosomi di cui avete sentito parlare
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that are already nano-structured.
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187000
2000
e che sono delle nano-strutture.
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So nature already gives us
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189000
2000
Quindi la natura ci dà già
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really exquisite structures on the nanoscale.
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191000
2000
delle strutture davvero raffinate a livello nanoscopico.
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What if we could harness them
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193000
2000
E se riuscissimo a sfruttarle
03:30
and convince them to not be an antibody
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195000
2000
e a convincerle non di essere un anticorpo
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that does something like HIV?
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197000
2000
che fa qualcosa come per l'HIV?
03:34
But what if we could convince them
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199000
2000
Ma piuttosto se le potessimo convincere
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to build a solar cell for us?
90
201000
2000
a costruire per noi una cella solare?
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So here are some examples: these are some natural shells.
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203000
2000
Ecco qui alcuni esempi: queste sono conchiglie naturali.
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There are natural biological materials.
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205000
2000
Ci sono materiali biologici naturali.
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The abalone shell here -- and if you fracture it,
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207000
2000
Qui l'abalone -- e se lo si rompe,
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you can look at the fact that it's nano-structured.
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209000
2000
si può notare il fatto che è nano-strutturato.
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There's diatoms made out of SIO2,
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211000
3000
Ci sono diatomee fatte di SiO2 (ossido di silicio),
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and they're magnetotactic bacteria
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214000
2000
e sono dei batteri magnetotattici
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that make small, single-domain magnets used for navigation.
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216000
3000
che creano piccoli magneti a singolo dominio e li usano per navigare.
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What all these have in common
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219000
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Ciò che tutti questi hanno in comune
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is these materials are structured at the nanoscale,
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221000
2000
è che questi materiali sono strutturati su scala nanometrica,
03:58
and they have a DNA sequence
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223000
2000
ed hanno una sequenza di DNA
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that codes for a protein sequence
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225000
2000
che codifica una sequenza proteica,
04:02
that gives them the blueprint
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227000
2000
che rappresenta il disegno tecnico, il progetto,
04:04
to be able to build these really wonderful structures.
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229000
2000
con le indicazioni per costruire queste strutture favolose.
04:06
Now, going back to the abalone shell,
104
231000
2000
Ora, tornando all'abalone,
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the abalone makes this shell by having these proteins.
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233000
3000
l'abalone costruisce la conchiglia grazie a queste proteine.
04:11
These proteins are very negatively charged.
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236000
2000
Queste proteine sono fortemente cariche negativamente.
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And they can pull calcium out of the environment,
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238000
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E possono estrarre il calcio dall'ambiente,
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put down a layer of calcium and then carbonate, calcium and carbonate.
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240000
3000
fare uno strato di calcio e poi di carbonato, e poi calcio e carbonato ancora.
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It has the chemical sequences of amino acids,
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243000
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Ha la sequenza chimica degli amminoacidi
04:21
which says, "This is how to build the structure.
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246000
2000
che dice: "Ecco come costruire la struttura.
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Here's the DNA sequence, here's the protein sequence
111
248000
2000
Ecco la sequenza di DNA, la sequenza proteica
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in order to do it."
112
250000
2000
che ti dice come fare."
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And so an interesting idea is, what if you could take any material that you wanted,
113
252000
3000
E quindi è interessante l'idea per cui si vorrebbe scegliere un qualsiasi materiale,
04:30
or any element on the periodic table,
114
255000
2000
o un elemento qualsiasi della tavola periodica,
04:32
and find its corresponding DNA sequence,
115
257000
3000
e poter trovare la corrispondente sequenza di DNA,
04:35
then code it for a corresponding protein sequence
116
260000
2000
quindi codificarla per la sequenza proteica corrispondente
04:37
to build a structure, but not build an abalone shell --
117
262000
3000
per quindi costruire una struttura che non sia la conchiglia dell'abalone --
04:40
build something that, through nature,
118
265000
2000
ma qualcosa su cui la natura
04:42
it has never had the opportunity to work with yet.
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267000
3000
non ha ancora mai avuto l'opportunità di lavorarci su.
04:45
And so here's the periodic table.
120
270000
2000
E allora ecco la tavola periodica degli elementi.
04:47
And I absolutely love the periodic table.
121
272000
2000
E io amo da matti la tavola periodica.
04:49
Every year for the incoming freshman class at MIT,
122
274000
3000
Ogni anno, per gli studenti entranti al MIT,
04:52
I have a periodic table made that says,
123
277000
2000
faccio fare una tabella periodica che dice
04:54
"Welcome to MIT. Now you're in your element."
124
279000
3000
"Benvenuto al MIT. Ora sei nel tuo elemento."
04:57
And you flip it over, and it's the amino acids
125
282000
3000
E se la giri, ci sono gli amminoacidi
05:00
with the PH at which they have different charges.
126
285000
2000
con il pH a cui hanno cariche diverse.
05:02
And so I give this out to thousands of people.
127
287000
3000
Quindi, la distribuii a migliaia di persone.
05:05
And I know it says MIT, and this is Caltech,
128
290000
2000
E lo so che dice MIT, e qui siamo a Caltech,
05:07
but I have a couple extra if people want it.
129
292000
2000
ma ne ho alcune in più se qualcuno le vuole.
05:09
And I was really fortunate
130
294000
2000
E sono stata davvero fortunata quest'anno
05:11
to have President Obama visit my lab this year
131
296000
2000
di ricevere il Presidente Obama
05:13
on his visit to MIT,
132
298000
2000
durante la sua visita al MIT,
05:15
and I really wanted to give him a periodic table.
133
300000
2000
e volevo proprio dargli una di queste tavole periodiche.
05:17
So I stayed up at night, and I talked to my husband,
134
302000
2000
E così sono rimasta sveglia la notte prima, e ho chiesto a mio marito
05:19
"How do I give President Obama a periodic table?
135
304000
3000
"Come faccio a dare la tavola periodica al Presidente Obama?
05:22
What if he says, 'Oh, I already have one,'
136
307000
2000
E se dicesse, 'Ah, ne ho già una'
05:24
or, 'I've already memorized it'?" (Laughter)
137
309000
2000
oppure 'La so già a memoria'?"
05:26
And so he came to visit my lab
138
311000
2000
Insomma, è venuto a visitare il mio laboratorio
05:28
and looked around -- it was a great visit.
139
313000
2000
ed è stata proprio una bella visita.
05:30
And then afterward, I said,
140
315000
2000
E dopo, gli ho detto
05:32
"Sir, I want to give you the periodic table
141
317000
2000
"Signor Presidente, vorrei donarle la tavola periodica,
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in case you're ever in a bind and need to calculate molecular weight."
142
319000
4000
se mai lei dovesse calcolare il peso molecolare in una situazione difficile".
05:38
And I thought molecular weight sounded much less nerdy
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323000
2000
E pensai che peso molecolare sembrava molto meno da secchioni
05:40
than molar mass.
144
325000
2000
che non massa molare.
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And so he looked at it,
145
327000
2000
E lui l'ha guardata,
05:44
and he said,
146
329000
2000
e ha detto
05:46
"Thank you. I'll look at it periodically."
147
331000
2000
"Grazie. Ci darò un'occhiata periodicamente."
05:48
(Laughter)
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333000
2000
(Risate)
05:50
(Applause)
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335000
4000
(Applausi)
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And later in a lecture that he gave on clean energy,
150
339000
3000
E in una lezione sulle energie pulite che fece successivamente,
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he pulled it out and said,
151
342000
2000
la tirò fuori e disse
05:59
"And people at MIT, they give out periodic tables."
152
344000
2000
"E quelli del MIT, distribuiscono tavole periodiche."
06:01
So basically what I didn't tell you
153
346000
3000
Beh, quindi quello che non vi ho detto
06:04
is that about 500 million years ago, organisms starter making materials,
154
349000
3000
è che circa 500 milioni di anni fa, gli organismi cominciarono a produrre materiali,
06:07
but it took them about 50 million years to get good at it.
155
352000
2000
ma ci vollero circa 50 milioni di anni affinché diventassero bravi in ciò.
06:09
It took them about 50 million years
156
354000
2000
Ci vollero circa 50 milioni di anni
06:11
to learn how to perfect how to make that abalone shell.
157
356000
2000
affinché imparassero come perfezionarsi nel fare l'abalone.
06:13
And that's a hard sell to a graduate student. (Laughter)
158
358000
2000
E questo fatto non viene visto di buon occhio da uno studente di dottorato.
06:15
"I have this great project -- 50 million years."
159
360000
3000
"Ho un progetto fantastico -- 50 milioni di anni."
06:18
And so we had to develop a way
160
363000
2000
Quindi abbiamo dovuto sviluppare una maniera
06:20
of trying to do this more rapidly.
161
365000
2000
per provare a far ciò più rapidamente.
06:22
And so we use a virus that's a non-toxic virus
162
367000
2000
Quindi usiamo un virus, un virus non nocivo
06:24
called M13 bacteriophage
163
369000
2000
che si chiama batteriofago M13
06:26
that's job is to infect bacteria.
164
371000
2000
il cui compito è quello di infettare i batteri.
06:28
Well it has a simple DNA structure
165
373000
2000
Bene, ha una struttura del DNA semplice
06:30
that you can go in and cut and paste
166
375000
2000
che si può manipolare con l'aggiunta
06:32
additional DNA sequences into it.
167
377000
2000
di altre sequenze di DNA.
06:34
And by doing that, it allows the virus
168
379000
2000
E facendo ciò, si dice al virus
06:36
to express random protein sequences.
169
381000
3000
di esprimere sequenze proteiche a caso.
06:39
And this is pretty easy biotechnology.
170
384000
2000
Tutto ciò e' biotecnologia di base.
06:41
And you could basically do this a billion times.
171
386000
2000
E si può far ciò praticamente miliardi di volte.
06:43
And so you can go in and have a billion different viruses
172
388000
2000
Quindi si possono avere un milione di virus diversi
06:45
that are all genetically identical,
173
390000
2000
che sono geneticamente identici,
06:47
but they differ from each other based on their tips,
174
392000
2000
ma hanno di diverso un pezzetto,
06:49
on one sequence
175
394000
2000
una sequenza
06:51
that codes for one protein.
176
396000
2000
che codifica una proteina.
06:53
Now if you take all billion viruses,
177
398000
2000
Ora se si prende questo milione di virus,
06:55
and you can put them in one drop of liquid,
178
400000
2000
e lo si mette in una goccia di liquido,
06:57
you can force them to interact with anything you want on the periodic table.
179
402000
3000
li si può forzare ad interagire con qualsivoglia elemento della tavola periodica.
07:00
And through a process of selection evolution,
180
405000
2000
E attraverso un processo di evoluzione selettiva,
07:02
you can pull one out of a billion that does something that you'd like it to do,
181
407000
3000
si può estrarre dal mucchio quello che fa quella cosa specifica che si desidera,
07:05
like grow a battery or grow a solar cell.
182
410000
2000
come crescere un batterio, o una cella solare.
07:07
So basically, viruses can't replicate themselves; they need a host.
183
412000
3000
Praticamente, i virus non possono replicarsi da soli, hanno bisogno di un ospite.
07:10
Once you find that one out of a billion,
184
415000
2000
Una volta trovato quell'uno su un milione,
07:12
you infect it into a bacteria,
185
417000
2000
lo si inocula in un batterio,
07:14
and you make millions and billions of copies
186
419000
2000
e se ne fanno milioni e miliardi di copie
07:16
of that particular sequence.
187
421000
2000
di quella particolare sequenza.
07:18
And so the other thing that's beautiful about biology
188
423000
2000
L'altra cosa bella della biologia
07:20
is that biology gives you really exquisite structures
189
425000
2000
è che la biologia ci dà davvero strutture eccezionali
07:22
with nice link scales.
190
427000
2000
con buone relazioni tra grandezze diverse.
07:24
And these viruses are long and skinny,
191
429000
2000
E questi virus sono lunghi e sottili,
07:26
and we can get them to express the ability
192
431000
2000
e possiamo far sì che esprimano la capacità
07:28
to grow something like semiconductors
193
433000
2000
di crescere in modo che somiglino ai semiconduttori
07:30
or materials for batteries.
194
435000
2000
o ai materiali per le batterie.
07:32
Now this is a high-powered battery that we grew in my lab.
195
437000
3000
Ora questa è una batteria ad alta potenza che abbiamo fatto crescere nel mio laboratorio.
07:35
We engineered a virus to pick up carbon nanotubes.
196
440000
3000
Abbiamo progettato un virus che usa i nanotubi di carbonio.
07:38
So one part of the virus grabs a carbon nanotube.
197
443000
2000
Quindi una parte del virus afferra il nanotubo di carbonio.
07:40
The other part of the virus has a sequence
198
445000
2000
L'altra parte del virus ha una sequenza
07:42
that can grow an electrode material for a battery.
199
447000
3000
che può far crescere un materiale che funge da elettrodo per la batteria.
07:45
And then it wires itself to the current collector.
200
450000
3000
E poi crea le connessioni elettriche con il collettore di corrente.
07:48
And so through a process of selection evolution,
201
453000
2000
E quindi, tramite un processo di evoluzione selettiva,
07:50
we went from being able to have a virus that made a crummy battery
202
455000
3000
siamo passati dall'avere un virus che costruiva una batteria scadente
07:53
to a virus that made a good battery
203
458000
2000
ad un virus che faveca una buona batteria
07:55
to a virus that made a record-breaking, high-powered battery
204
460000
3000
ad un virus che faceva una batteria ad alta potenza da record,
07:58
that's all made at room temperature, basically at the bench top.
205
463000
3000
tutto ciò fatto a temperatura ambiente, praticamente sul banco da lavoro.
08:01
And that battery went to the White House for a press conference.
206
466000
3000
E quella batteria è andata alla Casa Bianca per una conferenza stampa.
08:04
I brought it here.
207
469000
2000
L'ho portata qui.
08:06
You can see it in this case -- that's lighting this LED.
208
471000
3000
In questo caso potete vedere che fa accendere un LED.
08:09
Now if we could scale this,
209
474000
2000
Ora, se potessimo fare lo stesso su scala,
08:11
you could actually use it
210
476000
2000
si potrebbe usare
08:13
to run your Prius,
211
478000
2000
per far alimentare la vostra Prius,
08:15
which is my dream -- to be able to drive a virus-powered car.
212
480000
3000
che è il mio sogno -- poter guidare un auto alimentata da virus.
08:19
But it's basically --
213
484000
2000
Ma praticamente
08:21
you can pull one out of a billion.
214
486000
3000
se ne può selezionare uno su un milione.
08:24
You can make lots of amplifications to it.
215
489000
2000
Se può amplificare per molte volte.
08:26
Basically, you make an amplification in the lab,
216
491000
2000
Praticamente, si può amplificare in laboratorio.
08:28
and then you get it to self-assemble
217
493000
2000
E poi si può fare in modo che si auto-assembli
08:30
into a structure like a battery.
218
495000
2000
per formare una struttura come una batteria.
08:32
We're able to do this also with catalysis.
219
497000
2000
Riusciamo a far ciò anche con la catalisi.
08:34
This is the example
220
499000
2000
Ecco un esempio
08:36
of photocatalytic splitting of water.
221
501000
2000
di scissione fotocatalitica dell'acqua.
08:38
And what we've been able to do
222
503000
2000
E siamo riusciti a progettare
08:40
is engineer a virus to basically take dye-absorbing molecules
223
505000
3000
un virus che praticamente prende delle molecole che assorbono dei cromofori
08:43
and line them up on the surface of the virus
224
508000
2000
e le allinea sulla superficie del virus
08:45
so it acts as an antenna,
225
510000
2000
così che funziona da antenna,
08:47
and you get an energy transfer across the virus.
226
512000
2000
e si ottiene un trasferimento di energia lungo il virus.
08:49
And then we give it a second gene
227
514000
2000
Successivamente possiamo dargli un secondo gene
08:51
to grow an inorganic material
228
516000
2000
per fra crescere un materiale inorganico
08:53
that can be used to split water
229
518000
2000
che può essere utilizzato per la scissione dell'acqua
08:55
into oxygen and hydrogen
230
520000
2000
in ossigeno e idrogeno,
08:57
that can be used for clean fuels.
231
522000
2000
che si può usare come carburante pulito.
08:59
And I brought an example with me of that today.
232
524000
2000
E oggi ho portato con me un esempio.
09:01
My students promised me it would work.
233
526000
2000
I miei studenti mi hanno giurato che funziona.
09:03
These are virus-assembled nanowires.
234
528000
2000
Questi sono dei fili nanometrici assemblati tramite virus.
09:05
When you shine light on them, you can see them bubbling.
235
530000
3000
Quando li si espone alla luce, si possono vedere delle bollicine.
09:08
In this case, you're seeing oxygen bubbles come out.
236
533000
3000
In questo caso, state vedendo fuoriuscire delle bollicine di ossigeno.
09:12
And basically, by controlling the genes,
237
537000
3000
E praticamente controllando i geni,
09:15
you can control multiple materials to improve your device performance.
238
540000
3000
si possono controllare molteplici materiali per migliorare le prestazioni del dispositivo.
09:18
The last example are solar cells.
239
543000
2000
L'ultimo esempio sono le celle solari.
09:20
You can also do this with solar cells.
240
545000
2000
Si può fare lo stesso con le celle solari.
09:22
We've been able to engineer viruses
241
547000
2000
Siamo stati in grado di progettare dei virus
09:24
to pick up carbon nanotubes
242
549000
2000
che prendono i nanotubi di carbonio
09:26
and then grow titanium dioxide around them --
243
551000
4000
e poi ci fanno crescere dell'ossidio di titanio intorno --
09:30
and use as a way of getting electrons through the device.
244
555000
4000
e usarlo per ottenere elettroni attraverso il dispositivo.
09:34
And what we've found is through genetic engineering,
245
559000
2000
E abbiamo scoperto che, attraverso l'ingegneria genetica,
09:36
we can actually increase
246
561000
2000
possiamo davvero aumentare
09:38
the efficiencies of these solar cells
247
563000
3000
l'efficienza di queste celle solari
09:41
to record numbers
248
566000
2000
fino a valori record
09:43
for these types of dye-sensitized systems.
249
568000
3000
per questo tipo di sistemi a pigmenti fotosensibili.
09:46
And I brought one of those as well
250
571000
2000
E ho portato anche uno di questi
09:48
that you can play around with outside afterward.
251
573000
3000
con cui dopo ci potete sperimentare all'aperto.
09:51
So this is a virus-based solar cell.
252
576000
2000
Quindi questa è una cella solare fatta con i virus.
09:53
Through evolution and selection,
253
578000
2000
Attraverso l'evoluzione e la selezione,
09:55
we took it from an eight percent efficiency solar cell
254
580000
3000
siamo passati da una cella solare con efficienza dell'8%
09:58
to an 11 percent efficiency solar cell.
255
583000
3000
ad una con efficienza dell'11%.
10:01
So I hope that I've convinced you
256
586000
2000
Quindi spero di avervi convinto
10:03
that there's a lot of great, interesting things to be learned
257
588000
3000
che si sono un sacco di cose fantastiche ed interessanti da imparare
10:06
about how nature makes materials --
258
591000
2000
su come la natura faccia i materiali --
10:08
and taking it the next step
259
593000
2000
e portando il discorso al livello successivo --
10:10
to see if you can force,
260
595000
2000
per vedere se si può forzare,
10:12
or whether you can take advantage of how nature makes materials,
261
597000
2000
o se si può sfruttare il modo in cui la natura fa i materiali,
10:14
to make things that nature hasn't yet dreamed of making.
262
599000
3000
per fare cose che la natura non ha ancora pensato di fare.
10:17
Thank you.
263
602000
2000
Grazie.
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