TEDxCaltech
Angela Belcher: Using nature to grow batteries
Angela Belcher: Calea naturală de-a produce baterii
Filmed:
Readability: 4.7
971,791 views
Inspirată de o scoică abalone, Angela Belcher programează virusuri să creeze elegante structuri nano pe care oamenii să le poată folosi. Selectând genele de înaltă performanță prin evoluție controlată, ea a produs virusuri care construiesc noi baterii puternice, combustibili nepoluanți de hidrogen și celule solare record. La TEDxCaltech, ea ne arată cum se face.
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
Am decis să vorbesc despre calea naturii de-a face materialele.
00:18
I brought along with me an abalone shell.
1
3000
2000
Am adus o scoică abalone.
00:20
This abalone shell is a biocomposite material
2
5000
3000
Scoica abalone e dintr-un material biocompozit
00:23
that's 98 percent by mass calcium carbonate
3
8000
3000
cu 98% din masă: carbonat de calciu
00:26
and two percent by mass protein.
4
11000
2000
și 2% din masă: proteine.
00:28
Yet, it's 3,000 times tougher
5
13000
2000
Dar e de 3000 de ori mai dur
00:30
than its geological counterpart.
6
15000
2000
decât echivalentul său geologic.
00:32
And a lot of people might use structures like abalone shells,
7
17000
3000
Deverse utilități ar exista pt. structuri ca scoicile abalone,
00:35
like chalk.
8
20000
2000
chimic identică cu creta, CaCO3.
00:37
I've been fascinated by how nature makes materials,
9
22000
2000
Sunt fascinată de felul în care natura creează materiale.
00:39
and there's a lot of sequence
10
24000
2000
Există o întreagă secvență
00:41
to how they do such an exquisite job.
11
26000
2000
de urmat pentru o realizare așa extremă.
00:43
Part of it is that these materials
12
28000
2000
Deși aceste materiale
00:45
are macroscopic in structure,
13
30000
2000
sunt macroscopice ca structură,
00:47
but they're formed at the nanoscale.
14
32000
2000
ele sunt procesate cu migală la scară nanometrică.
00:49
They're formed at the nanoscale,
15
34000
2000
Ele sunt produse la scară nanometrică,
00:51
and they use proteins that are coded by the genetic level
16
36000
3000
folosesc proteine programate genetic
00:54
that allow them to build these really exquisite structures.
17
39000
3000
care le permit să creeze aceste structuri extreme.
00:57
So something I think is very fascinating
18
42000
2000
Așadar, o întrebare fascinantă
00:59
is what if you could give life
19
44000
3000
ar fi dacă am putea da viață
01:02
to non-living structures,
20
47000
2000
structurilor fără viață,
01:04
like batteries and like solar cells?
21
49000
2000
ca bateriile și celulele solare?
01:06
What if they had some of the same capabilities
22
51000
2000
Ce-ar fi să aibă abilități asemănătoare
01:08
that an abalone shell did,
23
53000
2000
cu o scoică abalone,
01:10
in terms of being able
24
55000
2000
să fie capabilă
01:12
to build really exquisite structures
25
57000
2000
să construiască structuri extreme
01:14
at room temperature and room pressure,
26
59000
2000
la temperatură și presiune obișnuită,
01:16
using non-toxic chemicals
27
61000
2000
folosind substanțe non-toxice
01:18
and adding no toxic materials back into the environment?
28
63000
3000
și returnând materiale non-toxice înapoi în mediu?
01:21
So that's the vision that I've been thinking about.
29
66000
3000
Deci asta e viziunea pe care am avut-o.
01:24
And so what if you could grow a battery in a Petri dish?
30
69000
2000
Ce-ar fi să putem cultiva o baterie într-un vas Petri?
01:26
Or, what if you could give genetic information to a battery
31
71000
3000
Sau să furnizăm informație genetică unei baterii
01:29
so that it could actually become better
32
74000
2000
astfel încât să devină efectiv
01:31
as a function of time,
33
76000
2000
mai bună în timp,
01:33
and do so in an environmentally friendly way?
34
78000
2000
și s-o facem într-o manieră favorabilă mediului?
01:35
And so, going back to this abalone shell,
35
80000
3000
Revenind la această scoică abalone,
01:38
besides being nano-structured,
36
83000
2000
pe lângă faptul că e nanostructurată,
01:40
one thing that's fascinating,
37
85000
2000
e fascinant că atunci când
01:42
is when a male and a female abalone get together,
38
87000
2000
un mascul și o femelă abalone se împreună
01:44
they pass on the genetic information
39
89000
2000
își transmit informații genetice
01:46
that says, "This is how to build an exquisite material.
40
91000
3000
care codifică modul de-a construi un material complex.
01:49
Here's how to do it at room temperature and pressure,
41
94000
2000
"Iată cum se face la temperaturi și presiuni obișnuite,
01:51
using non-toxic materials."
42
96000
2000
folosind materiale non-toxice."
01:53
Same with diatoms, which are shown right here, which are glasseous structures.
43
98000
3000
La fel diatomeele care stălucesc aici -- aceste structuri transparente.
01:56
Every time the diatoms replicate,
44
101000
2000
De fiecare dată când diatomeele se multiplică,
01:58
they give the genetic information that says,
45
103000
2000
ele transmit informație genetică care spune,
02:00
"Here's how to build glass in the ocean
46
105000
2000
"Iată cum să construiești în ocean
02:02
that's perfectly nano-structured.
47
107000
2000
sticlă nano-structurată perfect.
02:04
And you can do it the same, over and over again."
48
109000
2000
Și poți face asta la nesfârșit."
02:06
So what if you could do the same thing
49
111000
2000
Ce-ar fi să putem face același lucru
02:08
with a solar cell or a battery?
50
113000
2000
cu o celulă solară sau o baterie?
02:10
I like to say my favorite biomaterial is my four year-old.
51
115000
3000
Îmi place să spun ca bio-materialul meu favorit e copilul meu de patru ani.
02:13
But anyone who's ever had, or knows, small children
52
118000
3000
Dar cine a avut vreodată, sau știe copii mici,
02:16
knows they're incredibly complex organisms.
53
121000
3000
știe că sunt organisme incredibil de complexe.
02:19
And so if you wanted to convince them
54
124000
2000
Dacă vrei să-i convingi
02:21
to do something they don't want to do, it's very difficult.
55
126000
2000
să facă ceva ce nu vor, e foarte greu.
02:23
So when we think about future technologies,
56
128000
3000
Deci când ne gândim la tehnologiile viitorului,
02:26
we actually think of using bacteria and virus,
57
131000
2000
ne gândim la folosirea bacteriilor și virusurilor,
02:28
simple organisms.
58
133000
2000
organisme simple.
02:30
Can you convince them to work with a new toolbox,
59
135000
2000
Pot fi convinse să lucreze cu mijloace noi,
02:32
so that they can build a structure
60
137000
2000
să construiască o structură
02:34
that will be important to me?
61
139000
2000
importantă pentru mine?
02:36
Also, when we think about future technologies,
62
141000
2000
Ne gândim la tehnologiile viitorului.
02:38
we start with the beginning of Earth.
63
143000
2000
Începem cu formarea Pământului.
02:40
Basically, it took a billion years
64
145000
2000
În principiu, a durat un miliard de ani
02:42
to have life on Earth.
65
147000
2000
să apară viață unicelulară pe Pământ.
02:44
And very rapidly, they became multi-cellular,
66
149000
2000
Rapid ea a devenit multicelulară,
02:46
they could replicate, they could use photosynthesis
67
151000
3000
s-a înmulțit, a folosit fotosinteza
02:49
as a way of getting their energy source.
68
154000
2000
ca mod de-a procesa energia.
02:51
But it wasn't until about 500 million years ago --
69
156000
2000
Dar nu mai devreme de 500 de milioane de ani --
02:53
during the Cambrian geologic time period --
70
158000
2000
în perioada geologică cambriană --
02:55
that organisms in the ocean started making hard materials.
71
160000
3000
organismele din ocean au început să creeze materiale dure.
02:58
Before that, they were all soft, fluffy structures.
72
163000
3000
Înainte de asta toate erau structuri moi, pufoase.
03:01
And it was during this time
73
166000
2000
În acea perioadă
03:03
that there was increased calcium and iron
74
168000
2000
a crescut cantitatea de calciu, fier
03:05
and silicon in the environment,
75
170000
2000
și silicon din mediul înconjurător.
03:07
and organisms learned how to make hard materials.
76
172000
3000
Și organismele au învățat sa producă materiale dure.
03:10
And so that's what I would like be able to do --
77
175000
2000
Asta e ce-aș dori fac --
03:12
convince biology
78
177000
2000
să conving organismele biologie
03:14
to work with the rest of the periodic table.
79
179000
2000
să lucreze cu restul tabelului periodic.
03:16
Now if you look at biology,
80
181000
2000
Dacă ne uităm la biologie,
03:18
there's many structures like DNA and antibodies
81
183000
2000
sunt o mulțime de structuri ca ADN-ul, anticorpii,
03:20
and proteins and ribosomes that you've heard about
82
185000
2000
proteinele și ribozomi de care știți
03:22
that are already nano-structured.
83
187000
2000
ca sunt nano-structurate.
03:24
So nature already gives us
84
189000
2000
Deci natura ne oferă deja
03:26
really exquisite structures on the nanoscale.
85
191000
2000
structuri într-adevăr splendide la scară nanometrică.
03:28
What if we could harness them
86
193000
2000
Dar dacă le-am putea exploata
03:30
and convince them to not be an antibody
87
195000
2000
și convinge să nu fie un anticorp
03:32
that does something like HIV?
88
197000
2000
ca HIV-ul?
03:34
But what if we could convince them
89
199000
2000
Dar dacă le-am putea convinge
03:36
to build a solar cell for us?
90
201000
2000
să creeze o celulă solară pentru noi?
03:38
So here are some examples: these are some natural shells.
91
203000
2000
Câteva exemple: astea sunt niște scoici naturale.
03:40
There are natural biological materials.
92
205000
2000
Sunt materiale biologice naturale.
03:42
The abalone shell here -- and if you fracture it,
93
207000
2000
Scoica abalone -- dacă o rupem,
03:44
you can look at the fact that it's nano-structured.
94
209000
2000
vedem că e nano-structurată.
03:46
There's diatoms made out of SIO2,
95
211000
3000
Diatomeele făcute din SiO2,
03:49
and they're magnetotactic bacteria
96
214000
2000
sunt bacterii magnetotactice
03:51
that make small, single-domain magnets used for navigation.
97
216000
3000
care creează mici magneți uni-polari folosiți în navigație.
03:54
What all these have in common
98
219000
2000
Ce au toate acestea în comun
03:56
is these materials are structured at the nanoscale,
99
221000
2000
e că aceste materiale sunt produse la scară nanometrică,
03:58
and they have a DNA sequence
100
223000
2000
și că au o genă ADN
04:00
that codes for a protein sequence
101
225000
2000
care codifică secvența unei proteine,
04:02
that gives them the blueprint
102
227000
2000
care le oferă schița
04:04
to be able to build these really wonderful structures.
103
229000
2000
de-a construi aceste structuri cu adevărat uimitoare.
04:06
Now, going back to the abalone shell,
104
231000
2000
Revenind la scoica abalone,
04:08
the abalone makes this shell by having these proteins.
105
233000
3000
organismul structurează scoica folosind aceste proteine.
04:11
These proteins are very negatively charged.
106
236000
2000
Aceste proteine sunt încărcate puternic negativ.
04:13
And they can pull calcium out of the environment,
107
238000
2000
Pot extrage calciu din mediu,
04:15
put down a layer of calcium and then carbonate, calcium and carbonate.
108
240000
3000
alternează un strat de calciu cu unul de carbonat, calciu, apoi carbonat.
04:18
It has the chemical sequences of amino acids,
109
243000
3000
Are secvența chimică a aminoacizilor
04:21
which says, "This is how to build the structure.
110
246000
2000
care spune, "Uite așa construiești structura.
04:23
Here's the DNA sequence, here's the protein sequence
111
248000
2000
Asta e secvența ADN,
04:25
in order to do it."
112
250000
2000
iar asta secvența proteică necesară."
04:27
And so an interesting idea is, what if you could take any material that you wanted,
113
252000
3000
Ar fi interesant dacă am putea folosi orice material dorim,
04:30
or any element on the periodic table,
114
255000
2000
sau orice element din tabelul periodic,
04:32
and find its corresponding DNA sequence,
115
257000
3000
și i-am găsi secvența ADN corespunzătoare,
04:35
then code it for a corresponding protein sequence
116
260000
2000
care să codifice o structură proteică corespunzătoare
04:37
to build a structure, but not build an abalone shell --
117
262000
3000
capabilă să construiască o structură,
04:40
build something that, through nature,
118
265000
2000
nu o scoică abalone, ceva pe care natura
04:42
it has never had the opportunity to work with yet.
119
267000
3000
n-a avut încă șansa s-o creeze.
04:45
And so here's the periodic table.
120
270000
2000
Aici avem tabelul periodic.
04:47
And I absolutely love the periodic table.
121
272000
2000
Ador tabelul periodic.
04:49
Every year for the incoming freshman class at MIT,
122
274000
3000
În fiecare an pentru noii boboci veniți la MIT,
04:52
I have a periodic table made that says,
123
277000
2000
am un tabel periodic pe care scrie,
04:54
"Welcome to MIT. Now you're in your element."
124
279000
3000
"Bine ați venit la MIT. Acum sunteți în elementul vostru."
04:57
And you flip it over, and it's the amino acids
125
282000
3000
Îl intoarcem pe verso și acolo avem aminoacizii
05:00
with the PH at which they have different charges.
126
285000
2000
cu PH-ul la care au diferite încărcături.
05:02
And so I give this out to thousands of people.
127
287000
3000
O distribui la mii de studenți.
05:05
And I know it says MIT, and this is Caltech,
128
290000
2000
Știu că scrie MIT, și ăsta e Caltech,
05:07
but I have a couple extra if people want it.
129
292000
2000
dar am câteva în plus dacă cineva din afară dorește.
05:09
And I was really fortunate
130
294000
2000
Și am avut mare noroc
05:11
to have President Obama visit my lab this year
131
296000
2000
ca președintele Obama să-mi viziteze laboratorul
05:13
on his visit to MIT,
132
298000
2000
anul ăsta în timpul vizitei sale la MIT.
05:15
and I really wanted to give him a periodic table.
133
300000
2000
Vroiam tare mult să-i dau un tabel periodic.
05:17
So I stayed up at night, and I talked to my husband,
134
302000
2000
Am stat trează noaptea, am vorbit cu soțul meu,
05:19
"How do I give President Obama a periodic table?
135
304000
3000
"Cum îi dau președintelui Obama un tabel periodic?
05:22
What if he says, 'Oh, I already have one,'
136
307000
2000
Dacă zice, 'Oh, am deja unul,'
05:24
or, 'I've already memorized it'?" (Laughter)
137
309000
2000
sau, 'L-am memorat deja'?"
05:26
And so he came to visit my lab
138
311000
2000
Deci a venit să-mi viziteze laboratorul,
05:28
and looked around -- it was a great visit.
139
313000
2000
s-a uitat împrejur, a fost o vizită grozavă.
05:30
And then afterward, I said,
140
315000
2000
Și apoi am zis,
05:32
"Sir, I want to give you the periodic table
141
317000
2000
"Domnule, vreau să vă ofer tabelul periodic
05:34
in case you're ever in a bind and need to calculate molecular weight."
142
319000
4000
în cazul în care vreodată într-o situație trebuie să calculați greutatea moleculară."
05:38
And I thought molecular weight sounded much less nerdy
143
323000
2000
Mă gândeam că greutatea moleculară sună mai puțin tocilar
05:40
than molar mass.
144
325000
2000
decât masa moleculară.
05:42
And so he looked at it,
145
327000
2000
S-a uitat la el,
05:44
and he said,
146
329000
2000
și a zis,
05:46
"Thank you. I'll look at it periodically."
147
331000
2000
"Mulțumesc. O să mă uit peste el periodic."
05:48
(Laughter)
148
333000
2000
(Râsete)
05:50
(Applause)
149
335000
4000
(Aplauze)
05:54
And later in a lecture that he gave on clean energy,
150
339000
3000
Mai târziu la o conferință despre energie ecologică pe care a ținut-o,
05:57
he pulled it out and said,
151
342000
2000
a scos tabelul și a zis,
05:59
"And people at MIT, they give out periodic tables."
152
344000
2000
"Cei de la MIT împart tabele periodice."
06:01
So basically what I didn't tell you
153
346000
3000
Deci, de fapt, ce nu v-am spus
06:04
is that about 500 million years ago, organisms starter making materials,
154
349000
3000
e că acum 500 milioane de ani orgranismele au început să creeze materiale,
06:07
but it took them about 50 million years to get good at it.
155
352000
2000
dar le-au trebuit 50 milioane de ani să exceleze.
06:09
It took them about 50 million years
156
354000
2000
Le-a luat aprox. 50 de milioane de ani
06:11
to learn how to perfect how to make that abalone shell.
157
356000
2000
să învățe cum să facă o scoică abalone perfectă.
06:13
And that's a hard sell to a graduate student. (Laughter)
158
358000
2000
Asta e o greu de convins un absolvent:
06:15
"I have this great project -- 50 million years."
159
360000
3000
"Am acest proiect grozav -- 50 de milioane de ani."
06:18
And so we had to develop a way
160
363000
2000
Deci a trebuit să găsim o metodă
06:20
of trying to do this more rapidly.
161
365000
2000
să facem asta mai repede.
06:22
And so we use a virus that's a non-toxic virus
162
367000
2000
Folosim un virus non-toxic
06:24
called M13 bacteriophage
163
369000
2000
numit bacteriofag M13
06:26
that's job is to infect bacteria.
164
371000
2000
care știe să infecteze bacteriile.
06:28
Well it has a simple DNA structure
165
373000
2000
Are o structură ADN simplă
06:30
that you can go in and cut and paste
166
375000
2000
în care putem insera
06:32
additional DNA sequences into it.
167
377000
2000
secvențe adiționale ADN.
06:34
And by doing that, it allows the virus
168
379000
2000
Făcând asta, permitem virusului
06:36
to express random protein sequences.
169
381000
3000
să exprime aleator secvențe de proteine.
06:39
And this is pretty easy biotechnology.
170
384000
2000
Asta e bio-tehnologie destul de simplă.
06:41
And you could basically do this a billion times.
171
386000
2000
Se poate repeta de un miliard de ori.
06:43
And so you can go in and have a billion different viruses
172
388000
2000
Putem continua și crea un miliard de virusuri diferite
06:45
that are all genetically identical,
173
390000
2000
care genetic sunt identice,
06:47
but they differ from each other based on their tips,
174
392000
2000
dar se diferențiază unul de celălalt la extremități,
06:49
on one sequence
175
394000
2000
cu o singură secvență
06:51
that codes for one protein.
176
396000
2000
care programează o proteină.
06:53
Now if you take all billion viruses,
177
398000
2000
Dacă iei tot miliardul de viruși,
06:55
and you can put them in one drop of liquid,
178
400000
2000
și-i pui într-o picătură de lichid,
06:57
you can force them to interact with anything you want on the periodic table.
179
402000
3000
îi poți forța să interacționeze cu orice element vrei din tabelul periodic.
07:00
And through a process of selection evolution,
180
405000
2000
Și printr-un proces selectiv de evoluție,
07:02
you can pull one out of a billion that does something that you'd like it to do,
181
407000
3000
poți extrage unul dintr-un miliard care face ce vrei tu să facă,
07:05
like grow a battery or grow a solar cell.
182
410000
2000
de ex. să cultive o baterie sau o celulă solară.
07:07
So basically, viruses can't replicate themselves; they need a host.
183
412000
3000
Virușii nu se pot multiplica singuri, au nevoie de o gazdă.
07:10
Once you find that one out of a billion,
184
415000
2000
Odată ce-l găsești pe acela dintr-un miliard,
07:12
you infect it into a bacteria,
185
417000
2000
infectezi o bacterie cu el,
07:14
and you make millions and billions of copies
186
419000
2000
și obții milioane și miliarde de copii
07:16
of that particular sequence.
187
421000
2000
ale acelei secvențe speciale.
07:18
And so the other thing that's beautiful about biology
188
423000
2000
Alt aspect admirabil în biologie
07:20
is that biology gives you really exquisite structures
189
425000
2000
e că biologia oferă structuri cu adevărat splendide
07:22
with nice link scales.
190
427000
2000
cu solzi fini de legătură.
07:24
And these viruses are long and skinny,
191
429000
2000
Acești viruși sunt lungi și subțiri,
07:26
and we can get them to express the ability
192
431000
2000
îi putem ajusta să exprime abilitatea
07:28
to grow something like semiconductors
193
433000
2000
de-a crea ceva asemănător semiconductorilor
07:30
or materials for batteries.
194
435000
2000
sau materialelor pentru baterii.
07:32
Now this is a high-powered battery that we grew in my lab.
195
437000
3000
Asta e o baterie de mare putere creată în laboratorul meu.
07:35
We engineered a virus to pick up carbon nanotubes.
196
440000
3000
Am conceput un virus care să culeagă nanotubi de carbon.
07:38
So one part of the virus grabs a carbon nanotube.
197
443000
2000
O parte a virusului apucă un nanotub de carbon.
07:40
The other part of the virus has a sequence
198
445000
2000
Cealaltă parte a virusului are o secvență
07:42
that can grow an electrode material for a battery.
199
447000
3000
care poate crește un material electrod pentru o baterie.
07:45
And then it wires itself to the current collector.
200
450000
3000
Apoi se leagă singur la colectorul de curent.
07:48
And so through a process of selection evolution,
201
453000
2000
Astfel printr-un proces de evoluție selectivă,
07:50
we went from being able to have a virus that made a crummy battery
202
455000
3000
am evoluat de la un virus care făcea o baterie de slabă,
07:53
to a virus that made a good battery
203
458000
2000
la un virus care făcea o baterie bună,
07:55
to a virus that made a record-breaking, high-powered battery
204
460000
3000
la un virus care face o baterie de mare putere, ieșită din tipare,
07:58
that's all made at room temperature, basically at the bench top.
205
463000
3000
întru-totul creată la temperaturi obișnuite.
08:01
And that battery went to the White House for a press conference.
206
466000
3000
Această baterie a ajuns la Casa Albă la o conferință de presă.
08:04
I brought it here.
207
469000
2000
Am adus-o aici cu mine.
08:06
You can see it in this case -- that's lighting this LED.
208
471000
3000
O vedeți în acest caz iluminând acest LED.
08:09
Now if we could scale this,
209
474000
2000
Dacă am putea mări scara,
08:11
you could actually use it
210
476000
2000
am putea-o folosi
08:13
to run your Prius,
211
478000
2000
să punem în mișcare Prius-ul,
08:15
which is my dream -- to be able to drive a virus-powered car.
212
480000
3000
visul meu -- să conduc o mașină cu energie furnizată de un virus.
08:19
But it's basically --
213
484000
2000
Dar în principiu --
08:21
you can pull one out of a billion.
214
486000
3000
puteți alege unul dintr-un miliard.
08:24
You can make lots of amplifications to it.
215
489000
2000
Puteți realiza o gramadă de amplificări.
08:26
Basically, you make an amplification in the lab,
216
491000
2000
Practic, faceți o amplificare în laborator.
08:28
and then you get it to self-assemble
217
493000
2000
Apoi îl faceți să se asambleze singur
08:30
into a structure like a battery.
218
495000
2000
într-o structură similară unei baterii.
08:32
We're able to do this also with catalysis.
219
497000
2000
Putem face asta și prin cataliză.
08:34
This is the example
220
499000
2000
Acesta e exemplul
08:36
of photocatalytic splitting of water.
221
501000
2000
de disociere fotocatalictică a apei.
08:38
And what we've been able to do
222
503000
2000
Și ce am realizat
08:40
is engineer a virus to basically take dye-absorbing molecules
223
505000
3000
e să proiectăm un virus care ia moleculele ce absorb culoarea,
08:43
and line them up on the surface of the virus
224
508000
2000
le aliniază pe suprafața virusului,
08:45
so it acts as an antenna,
225
510000
2000
deci acționează ca o antenă,
08:47
and you get an energy transfer across the virus.
226
512000
2000
și obții un transfer de energie de-a lungul virusului.
08:49
And then we give it a second gene
227
514000
2000
Apoi îi inserăm o a doua genă
08:51
to grow an inorganic material
228
516000
2000
care-i dictează cum să creeze un material anorganic
08:53
that can be used to split water
229
518000
2000
folosit să disocieze apa
08:55
into oxygen and hydrogen
230
520000
2000
în hidrogen și oxigen,
08:57
that can be used for clean fuels.
231
522000
2000
care poate fi folosit drept combustibil nepoluant.
08:59
And I brought an example with me of that today.
232
524000
2000
Am adus un exemplar cu mine.
09:01
My students promised me it would work.
233
526000
2000
Studenții mei mi-au promis că va merge.
09:03
These are virus-assembled nanowires.
234
528000
2000
Astea sunt nanofire asamblate de virus.
09:05
When you shine light on them, you can see them bubbling.
235
530000
3000
Când sunt iluminate le vezi făcând bule.
09:08
In this case, you're seeing oxygen bubbles come out.
236
533000
3000
În acest caz, vedeți ieșind bule de oxigen.
09:12
And basically, by controlling the genes,
237
537000
3000
Practic controlând genele,
09:15
you can control multiple materials to improve your device performance.
238
540000
3000
controlăm materiale multiple pentru a îmbunătăți performanța dispozitivului.
09:18
The last example are solar cells.
239
543000
2000
Ultimul exemplu sunt celulele solare.
09:20
You can also do this with solar cells.
240
545000
2000
Puteți face asta și cu celulele solare.
09:22
We've been able to engineer viruses
241
547000
2000
Am reușit să proiectăm virusuri
09:24
to pick up carbon nanotubes
242
549000
2000
care să culeagă nanotubi de carbon
09:26
and then grow titanium dioxide around them --
243
551000
4000
și să crească apoi dioxid de titaniu împrejurul lor --
09:30
and use as a way of getting electrons through the device.
244
555000
4000
folosim asta ca o cale de a trece electronii prin dispozitiv.
09:34
And what we've found is through genetic engineering,
245
559000
2000
Am descoperit că prin inginerie genetică
09:36
we can actually increase
246
561000
2000
putem crește
09:38
the efficiencies of these solar cells
247
563000
3000
eficiența acestor celule solare
09:41
to record numbers
248
566000
2000
la cifre record
09:43
for these types of dye-sensitized systems.
249
568000
3000
la aceste tipuri de sisteme colorant-sensibilizate.
09:46
And I brought one of those as well
250
571000
2000
Am adus și unul dintre acestea
09:48
that you can play around with outside afterward.
251
573000
3000
că să vă jucați mai târziu cu el afară.
09:51
So this is a virus-based solar cell.
252
576000
2000
Asta e o celula bazată pe un virus.
09:53
Through evolution and selection,
253
578000
2000
Prin evoluție și selecție,
09:55
we took it from an eight percent efficiency solar cell
254
580000
3000
am crescut eficiența celulei solare
09:58
to an 11 percent efficiency solar cell.
255
583000
3000
de la 8% la 11%.
10:01
So I hope that I've convinced you
256
586000
2000
Sper că v-am convins
10:03
that there's a lot of great, interesting things to be learned
257
588000
3000
că sunt o gramadă de lucruri minunate, interesante de învățat
10:06
about how nature makes materials --
258
591000
2000
despre cum creează natura materialele --
10:08
and taking it the next step
259
593000
2000
și s-o ducem la următorul nivel,
10:10
to see if you can force,
260
595000
2000
să vedem dacă putem forța,
10:12
or whether you can take advantage of how nature makes materials,
261
597000
2000
sau profita de felul în care natura creează materialele,
10:14
to make things that nature hasn't yet dreamed of making.
262
599000
3000
pentru a crea lucruri pe care natura n-a visat încă să le creeze.
10:17
Thank you.
263
602000
2000
Mulțumesc.
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