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: Pil üretmek için doğayı kullanmak

Filmed:
971,791 views

Deniz kulağı kabugundan ilham alan Angela Belcher, virusleri insanoglunun faydalanmasi icin nanoölçekli yapilar yapmaya programliyor. yuksek programli genleri, evrimin yondendirmesi ile secerek, yeni guclu piller, rekor kiran gunes pilleri ve temiz hydrogen pilleri yapan virusleri uretiyor. Bunlari nasil basardigini TedxCaltech de acikliyor.
- 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 bitbit about how naturedoğa makesmarkaları materialsmalzemeler.
0
0
3000
Doğanın nasıl materyal yarattığı hakkında konuşabileceğimi düşündüm.
00:18
I broughtgetirdi alonguzun bir with me an abaloneAbalone shellkabuk.
1
3000
2000
Yanımda bir deniz kulağı kabuğu getirdim.
00:20
This abaloneAbalone shellkabuk is a biocompositeBiocomposite materialmalzeme
2
5000
3000
Bu deniz kulağı kabuğu kütlece
00:23
that's 98 percentyüzde by masskitle calciumkalsiyum carbonatekarbonat
3
8000
3000
%98 kalsiyum karbonat
00:26
and two percentyüzde by masskitle proteinprotein.
4
11000
2000
ve %2 protein içeren bir biyokompozit.
00:28
YetHenüz, it's 3,000 timeszamanlar toughersert
5
13000
2000
Yine de jeolojik benzerlerinden
00:30
than its geologicaljeolojik counterpartmuadili.
6
15000
2000
3000 kat daha dayanıklı.
00:32
And a lot of people mightbelki use structuresyapıları like abaloneAbalone shellskabuklar,
7
17000
3000
Ve birçok insan deniz kulağı kabukları gibi yapıları
00:35
like chalkTebeşir.
8
20000
2000
tebeşir gibi kullanabilirler.
00:37
I've been fascinatedbüyülenmiş by how naturedoğa makesmarkaları materialsmalzemeler,
9
22000
2000
Doğanın malzemeleri nasıl yaptığına hayran olmuştum,
00:39
and there's a lot of sequencesıra
10
24000
2000
ve bu hassas işi nasıl
00:41
to how they do suchböyle an exquisiteenfes job.
11
26000
2000
yaptıklarına dair bir sürü sekans var.
00:43
PartBölümü of it is that these materialsmalzemeler
12
28000
2000
Mesela bu malzemeler
00:45
are macroscopicmakroskopik in structureyapı,
13
30000
2000
yapısal olarak makroskobikler,
00:47
but they're formedoluşturulan at the nanoscaleNano.
14
32000
2000
ama nano ölçekte oluşmuşlar.
00:49
They're formedoluşturulan at the nanoscaleNano,
15
34000
2000
Nano ölçekte oluşmuşlar,
00:51
and they use proteinsproteinler that are codedkodlanmış by the geneticgenetik levelseviye
16
36000
3000
ve onlara bu hassas yapıları oluşturmalarına yardım edecek
00:54
that allowizin vermek them to buildinşa etmek these really exquisiteenfes structuresyapıları.
17
39000
3000
genetik seviyede kodlanmış proteinleri kullanıyorlar.
00:57
So something I think is very fascinatingbüyüleyici
18
42000
2000
Ve büyüleyici bulduğum birşey şu ki
00:59
is what if you could give life
19
44000
3000
ya bataryalar ve güneş pilleri gibi
01:02
to non-livingolmayan yaşam structuresyapıları,
20
47000
2000
cansız yapılara
01:04
like batteriespiller and like solargüneş cellshücreler?
21
49000
2000
yaşam verebilseydiniz?
01:06
What if they had some of the sameaynı capabilitiesyetenekleri
22
51000
2000
Ya deniz kulağı kabuğunun yapabildiği gibi
01:08
that an abaloneAbalone shellkabuk did,
23
53000
2000
,yapabilmek derken,
01:10
in termsşartlar of beingolmak ableyapabilmek
24
55000
2000
oda sıcaklığında ve basıncında
01:12
to buildinşa etmek really exquisiteenfes structuresyapıları
25
57000
2000
hassas yapılar oluşturmak için
01:14
at roomoda temperaturesıcaklık and roomoda pressurebasınç,
26
59000
2000
toksik olmayan kimyasalları kullanıp
01:16
usingkullanma non-toxictoksik olmayan chemicalskimyasallar
27
61000
2000
ve toksik olmayan malzemeleri
01:18
and addingekleme no toxictoksik materialsmalzemeler back into the environmentçevre?
28
63000
3000
tekrar doğaya salabilselerdi?
01:21
So that's the visionvizyon that I've been thinkingdüşünme about.
29
66000
3000
Bu benim düşündüğüm bir görüştü.
01:24
And so what if you could growbüyümek a batterypil in a PetriPetri dishtabak?
30
69000
2000
Ya bir petri kabında pil yetiştirebilseydiniz?
01:26
Or, what if you could give geneticgenetik informationbilgi to a batterypil
31
71000
3000
Ya da, ya bir pile genetik bilgi verebilseydiniz
01:29
so that it could actuallyaslında becomeolmak better
32
74000
2000
ve böylece zamanın bir fonksiyonu olarak
01:31
as a functionfonksiyon of time,
33
76000
2000
daha iyi olabilirdi,
01:33
and do so in an environmentallyçevresel olarak friendlyarkadaş canlısı way?
34
78000
2000
ve bunu çevre dostu olacak şekilde yapabilseydiniz?
01:35
And so, going back to this abaloneAbalone shellkabuk,
35
80000
3000
Ve böylece, tekrar deniz kulağı kabuğuna dönersek
01:38
besidesdışında beingolmak nano-structuredNano yapılı,
36
83000
2000
nano ölçekte olmasının yanı sıra
01:40
one thing that's fascinatingbüyüleyici,
37
85000
2000
büyüleyici olan bir diğer özelliği,
01:42
is when a maleerkek and a femalekadın abaloneAbalone get togetherbirlikte,
38
87000
2000
bir erkek ve dişi deniz kulağı yan yana geldiğinde,
01:44
they passpas on the geneticgenetik informationbilgi
39
89000
2000
birbirlerine "Bu hassas bir yapı oluşturmanın yoludur.
01:46
that saysdiyor, "This is how to buildinşa etmek an exquisiteenfes materialmalzeme.
40
91000
3000
Oda sıcaklığı ve basıncında işte böyle yaparsın,
01:49
Here'sİşte how to do it at roomoda temperaturesıcaklık and pressurebasınç,
41
94000
2000
toksik olmayan malzemeler kullanarak."
01:51
usingkullanma non-toxictoksik olmayan materialsmalzemeler."
42
96000
2000
diyen genetik bilgiyi aktarırlar.
01:53
SameAynı with diatomsdiatomlar, whichhangi are showngösterilen right here, whichhangi are glasseousglasseous structuresyapıları.
43
98000
3000
Diatomlarda da aynı, ki burada camdan yapılar olarak gösteriliyorlar.
01:56
EveryHer time the diatomsdiatomlar replicatetekrarlamak,
44
101000
2000
Diatomlar her çoğaldığında
01:58
they give the geneticgenetik informationbilgi that saysdiyor,
45
103000
2000
birbirlerine "İşte mükemmel bir nano-yapıda
02:00
"Here'sİşte how to buildinşa etmek glassbardak in the oceanokyanus
46
105000
2000
bir camı okyanusta inşa etmenin
02:02
that's perfectlykusursuzca nano-structuredNano yapılı.
47
107000
2000
yolu budur. Ve bunu aynı şekilde
02:04
And you can do it the sameaynı, over and over again."
48
109000
2000
tekrar tekrar yapabilirsin." diyen genetik bilgiyi aktarırlar.
02:06
So what if you could do the sameaynı thing
49
111000
2000
Yani ya aynı şeyi bir güneş pili
02:08
with a solargüneş cellhücre or a batterypil?
50
113000
2000
ya da bataryada da yapabilseydiniz?
02:10
I like to say my favoritesevdiğim biomaterialbiomaterial is my fourdört year-oldyaş.
51
115000
3000
Favori materyalimin 4 yaşımdaki halim olduğunu söylemek istiyorum.
02:13
But anyonekimse who'skim ever had, or knowsbilir, smallküçük childrençocuklar
52
118000
3000
Çocuğu olanlar, ya da tanıyanlar onların
02:16
knowsbilir they're incrediblyinanılmaz complexkarmaşık organismsorganizmalar.
53
121000
3000
inanılmaz karmaşık organizmalar olduğunu bilir
02:19
And so if you wanted to convinceikna etmek them
54
124000
2000
Ve onları yapmak istemedikleri birşeyi
02:21
to do something they don't want to do, it's very difficultzor.
55
126000
2000
yapmaya ikna etmek isterseniz, bu çok zordur.
02:23
So when we think about futuregelecek technologiesteknolojiler,
56
128000
3000
Gelecekteki teknoloji hakkında düşündüğümüz zaman
02:26
we actuallyaslında think of usingkullanma bacteriabakteriler and virusvirüs,
57
131000
2000
aslında bakteri ve virüsü kullanmayı düşünüyoruz,
02:28
simplebasit organismsorganizmalar.
58
133000
2000
basit organizmaları.
02:30
Can you convinceikna etmek them to work with a newyeni toolboxAraç kutusu,
59
135000
2000
Onları benim için önemli olacak bir yapı
02:32
so that they can buildinşa etmek a structureyapı
60
137000
2000
oluşturmaları için
02:34
that will be importantönemli to me?
61
139000
2000
çalışmaya ikna edebilir misiniz?
02:36
AlsoAyrıca, when we think about futuregelecek technologiesteknolojiler,
62
141000
2000
Aynı zamanda, gelecekteki teknolojiyi düşünürken,
02:38
we startbaşlama with the beginningbaşlangıç of EarthDünya.
63
143000
2000
Dünya'nın başlangıcıyla başlıyoruz.
02:40
BasicallyTemel olarak, it tookaldı a billionmilyar yearsyıl
64
145000
2000
Temelde, Dünya'da yaşamın oluşması
02:42
to have life on EarthDünya.
65
147000
2000
bir milyar yıl aldı.
02:44
And very rapidlyhızla, they becameoldu multi-cellularçok hücresel,
66
149000
2000
Ve büyük bir hızla, çok hücreli oldular,
02:46
they could replicatetekrarlamak, they could use photosynthesisfotosentez
67
151000
3000
çoğalabiliyorlardı, enerji kaynaklarını elde etmek için
02:49
as a way of gettingalma theironların energyenerji sourcekaynak.
68
154000
2000
fotosentezi kullanabiliyorlardı.
02:51
But it wasn'tdeğildi untila kadar about 500 millionmilyon yearsyıl agoönce --
69
156000
2000
Ama bu 500 milyon yıl öncesine kadar gerçekleşmedi --
02:53
duringsırasında the CambrianKambriyen geologicjeolojik time perioddönem --
70
158000
2000
Kambriyen jeolojik zaman süreci boyunca --
02:55
that organismsorganizmalar in the oceanokyanus startedbaşladı makingyapma hardzor materialsmalzemeler.
71
160000
3000
okyanustaki bu organizmalar sert malzemeler üretmeye başladılar.
02:58
Before that, they were all softyumuşak, fluffykabarık structuresyapıları.
72
163000
3000
Yumuşak ve kabarık olmadan önce.
03:01
And it was duringsırasında this time
73
166000
2000
Ve bu zaman boyunca
03:03
that there was increasedartmış calciumkalsiyum and ironDemir
74
168000
2000
doğada kalsiyum, demir ve silikon
03:05
and siliconsilikon in the environmentçevre,
75
170000
2000
artışı oldu.
03:07
and organismsorganizmalar learnedbilgili how to make hardzor materialsmalzemeler.
76
172000
3000
Ve organizmalar nasıl sert malzemeler yapacaklarını öğrendiler.
03:10
And so that's what I would like be ableyapabilmek to do --
77
175000
2000
İşte benim yapabilmeyi istediğim şey bu --
03:12
convinceikna etmek biologyBiyoloji
78
177000
2000
biyolojiyi periyodik tablonun
03:14
to work with the restdinlenme of the periodicperiyodik tabletablo.
79
179000
2000
geri kalanıyla çalışmaya ikna edebilmek.
03:16
Now if you look at biologyBiyoloji,
80
181000
2000
Şimdi, eğer biyolojiye bakarsanız,
03:18
there's manyçok structuresyapıları like DNADNA and antibodiesantikorlar
81
183000
2000
DNA, antikorlar, proteinler ve ribozomlar gibi
03:20
and proteinsproteinler and ribosomesribozom that you've heardduymuş about
82
185000
2000
var olduğunu bildiğiniz şeyler
03:22
that are alreadyzaten nano-structuredNano yapılı.
83
187000
2000
zaten nano-ölçekte.
03:24
So naturedoğa alreadyzaten givesverir us
84
189000
2000
Yani doğa bize nanoölçekteki hassas
03:26
really exquisiteenfes structuresyapıları on the nanoscaleNano.
85
191000
2000
yapıları zaten veriyor.
03:28
What if we could harnesskoşum them
86
193000
2000
Acaba onlari HIV
03:30
and convinceikna etmek them to not be an antibodyantikor
87
195000
2000
gibi bir antikor olmadiklarina ikna etsek
03:32
that does something like HIVHIV?
88
197000
2000
nasil olurdu?
03:34
But what if we could convinceikna etmek them
89
199000
2000
Yada onlari bizim icin gunes pilleri
03:36
to buildinşa etmek a solargüneş cellhücre for us?
90
201000
2000
yapmaya ikna etsek?
03:38
So here are some examplesörnekler: these are some naturaldoğal shellskabuklar.
91
203000
2000
iste burada bazi ornekler var: Bunlar dogal kabuklar.
03:40
There are naturaldoğal biologicalbiyolojik materialsmalzemeler.
92
205000
2000
bunlar dogal biyolojik maddeler
03:42
The abaloneAbalone shellkabuk here -- and if you fracturekırık it,
93
207000
2000
Deniz kulagu kabuklari burda- ve eger kirabilirseniz
03:44
you can look at the factgerçek that it's nano-structuredNano yapılı.
94
209000
2000
bunlarin gercekte nano olcekli yap[lar oldugunu goreceksiniz.
03:46
There's diatomsdiatomlar madeyapılmış out of SIOSIO2,
95
211000
3000
bunlar SiO2 (silica) dan yapilmis diatomlar
03:49
and they're magnetotacticmagnetotactic bacteriabakteriler
96
214000
2000
ve bunlar yon bulmak icin kucuk,
03:51
that make smallküçük, single-domainTek etki alanı magnetsmıknatıslar used for navigationGezinti.
97
216000
3000
tek alanli miknatislar yapan magnetotactic bakteriler
03:54
What all these have in commonortak
98
219000
2000
bunlarin sahip olduklari ortak sey ise
03:56
is these materialsmalzemeler are structuredyapılandırılmış at the nanoscaleNano,
99
221000
2000
butun bu yapilarin ve mlzemelerin nano olcekte olmasi
03:58
and they have a DNADNA sequencesıra
100
223000
2000
ve protein dizisi uretmek icin
04:00
that codeskodları for a proteinprotein sequencesıra
101
225000
2000
bir DNA dizisine sahip olmalari
04:02
that givesverir them the blueprintBlueprint
102
227000
2000
Bu DNA dizisi onlara bu mukemmel yapilari
04:04
to be ableyapabilmek to buildinşa etmek these really wonderfulolağanüstü structuresyapıları.
103
229000
2000
insa etmek icin gerekli plani sagliyor.
04:06
Now, going back to the abaloneAbalone shellkabuk,
104
231000
2000
Simdi, deniz kulagi kabuguna geri donelim,
04:08
the abaloneAbalone makesmarkaları this shellkabuk by havingsahip olan these proteinsproteinler.
105
233000
3000
deniz kulagi bu proteinle sayesinde bu kabugu yapabiliyor.
04:11
These proteinsproteinler are very negativelyolumsuz chargedyüklü.
106
236000
2000
Bu proteinler eksi yukle yuklenmis.
04:13
And they can pullÇek calciumkalsiyum out of the environmentçevre,
107
238000
2000
ve cevredeki kalsiyumu (Ca +2) kendilerine cekebilyorlar
04:15
put down a layertabaka of calciumkalsiyum and then carbonatekarbonat, calciumkalsiyum and carbonatekarbonat.
108
240000
3000
bir sira kalsiyum, bir sira karbonat koyuyorlar, kalsiyum ve karbonat ve bu sekilde devam ediyor.
04:18
It has the chemicalkimyasal sequencesdizileri of aminoamino acidsasitler,
109
243000
3000
onun amino asitlerinin kimyasal sirasi
04:21
whichhangi saysdiyor, "This is how to buildinşa etmek the structureyapı.
110
246000
2000
ona "iste kabugu bu sekilde yapacaksin" diye soyluyor.
04:23
Here'sİşte the DNADNA sequencesıra, here'sburada the proteinprotein sequencesıra
111
248000
2000
Yapman icin iste DNA dizilisi, iste protein
04:25
in ordersipariş to do it."
112
250000
2000
dizilisi.
04:27
And so an interestingilginç ideaFikir is, what if you could take any materialmalzeme that you wanted,
113
252000
3000
Ve boylece baska bir ilginc fikir olusuyor, Acaba istediginiz herhangi bir maddeyi
04:30
or any elementeleman on the periodicperiyodik tabletablo,
114
255000
2000
yada periodik tabladaki herhangi bir elementi alip
04:32
and find its correspondinguyan DNADNA sequencesıra,
115
257000
3000
ona ait DNA dizilisini bulsak
04:35
then codekod it for a correspondinguyan proteinprotein sequencesıra
116
260000
2000
ve bu dizilisile ona maddeye ait protein dizilisini kodlasak,
04:37
to buildinşa etmek a structureyapı, but not buildinşa etmek an abaloneAbalone shellkabuk --
117
262000
3000
ve boylece deniz kulagindan baska bir yapi olustursak
04:40
buildinşa etmek something that, throughvasitasiyla naturedoğa,
118
265000
2000
doğa yoluyl daha once hic calisilma firsati olmamis
04:42
it has never had the opportunityfırsat to work with yethenüz.
119
267000
3000
baska birsey insa etsek.
04:45
And so here'sburada the periodicperiyodik tabletablo.
120
270000
2000
Ve burda periyodik tablo var.
04:47
And I absolutelykesinlikle love the periodicperiyodik tabletablo.
121
272000
2000
Ben periyodik tabloyu kesinlikle cok seviyorum.
04:49
EveryHer yearyıl for the incominggelen freshmanBirinci sınıf öğrencisi classsınıf at MITMIT,
122
274000
3000
Her sene MIT ye yeni gelen ogrenciler icin
04:52
I have a periodicperiyodik tabletablo madeyapılmış that saysdiyor,
123
277000
2000
soyle diyen bir periyodik tablo hazirladim:
04:54
"WelcomeHoş geldiniz to MITMIT. Now you're in your elementeleman."
124
279000
3000
MIT ye hosgeldiniz. Simdi elementinizlesiniz.
04:57
And you flipfiske it over, and it's the aminoamino acidsasitler
125
282000
3000
ve tabloyu dondurduklerinde degisik PH degerliklerindeki
05:00
with the PHPH at whichhangi they have differentfarklı chargesücretleri.
126
285000
2000
degisik elektrik yuklu aminoasitkeri goruyorlar.
05:02
And so I give this out to thousandsbinlerce of people.
127
287000
3000
bunu simdiye kadar binlerce ogrenciye dagittim.
05:05
And I know it saysdiyor MITMIT, and this is CaltechCaltech,
128
290000
2000
Biliyorum burasi Caltech, ve biliyorum tablonun uzerinde MIT yaziyor
05:07
but I have a coupleçift extraekstra if people want it.
129
292000
2000
ama isteyen olursa yanimda fazladan bir kac tane var.
05:09
And I was really fortunateşanslı
130
294000
2000
bu yil Baskan
05:11
to have PresidentBaşkan ObamaObama visitziyaret etmek my lablaboratuvar this yearyıl
131
296000
2000
Obama MIT i ziyaret ettigi sirada benim labaratuarimi
05:13
on his visitziyaret etmek to MITMIT,
132
298000
2000
ziyaret ettigim icin gercekten cok sansliydim.
05:15
and I really wanted to give him a periodicperiyodik tabletablo.
133
300000
2000
Ve O'na gercekten bir periyodik tablo hediye etmek istiyordum.
05:17
So I stayedkaldı up at night, and I talkedkonuştuk to my husbandkoca,
134
302000
2000
Bunu butun gece dusundum, esimle konustum
05:19
"How do I give PresidentBaşkan ObamaObama a periodicperiyodik tabletablo?
135
304000
3000
"Baskan Obama'ya periyodik tabloyu nasil verebilirim?"
05:22
What if he saysdiyor, 'Oh' Oh, I alreadyzaten have one,'
136
307000
2000
Ya " aa ben de bir tane var" derse
05:24
or, 'I've' I've alreadyzaten memorizedezberledim it'Bu '?" (LaughterKahkaha)
137
309000
2000
yada "ben onu zaten ezbere biliyorum" derse?
05:26
And so he camegeldi to visitziyaret etmek my lablaboratuvar
138
311000
2000
Ve ziyaret zamani geldi
05:28
and lookedbaktı around -- it was a great visitziyaret etmek.
139
313000
2000
gercekten cok guzel bir ziyaretti
05:30
And then afterwardsonra, I said,
140
315000
2000
ve sonra ben soyle dedim
05:32
"SirEfendim, I want to give you the periodicperiyodik tabletablo
141
317000
2000
"Efendim, Eger zor durumda kalir ve
05:34
in casedurum you're ever in a bindbağlamak and need to calculatehesaplamak molecularmoleküler weightağırlık."
142
319000
4000
molekül ağırlığıni hesap etme ihtiyaciniz olur diye size periyodik tablo vermek istiyorum. "
05:38
And I thought molecularmoleküler weightağırlık soundedkulağa much lessaz nerdyinek
143
323000
2000
molekül ağırlığın mol agirligina gore daha az inek
05:40
than molarmolar masskitle.
144
325000
2000
olur diye dusundum.
05:42
And so he lookedbaktı at it,
145
327000
2000
Baskan tabloya bakti
05:44
and he said,
146
329000
2000
ve soyle dedi:
05:46
"Thank you. I'll look at it periodicallyperiyodik olarak."
147
331000
2000
"tesekkur ederim, periyodik olarak kullanicam"
05:48
(LaughterKahkaha)
148
333000
2000
(Gulusmeler)
05:50
(ApplauseAlkış)
149
335000
4000
(Alkis)
05:54
And latersonra in a lectureders that he gaveverdi on cleantemiz energyenerji,
150
339000
3000
Daha sonra temiz enerji konusunda bir konusma yapti
05:57
he pulledçekti it out and said,
151
342000
2000
ve ona verdigim periodik tabloyu cikartip:
05:59
"And people at MITMIT, they give out periodicperiyodik tablestablolar."
152
344000
2000
"MIT deki insanlar periyodik tablo veriyor" dedi.
06:01
So basicallytemel olarak what I didn't tell you
153
346000
3000
Yani temel olarak size soylemedigim su ki
06:04
is that about 500 millionmilyon yearsyıl agoönce, organismsorganizmalar starterbaşlangıç makingyapma materialsmalzemeler,
154
349000
3000
Organizmalarin maddeleri yapmaya baslamasi yaklasik 500 milyon yil once
06:07
but it tookaldı them about 50 millionmilyon yearsyıl to get good at it.
155
352000
2000
fakat bu iste iyi olmalari onlarin 50 milyon senelerini almis.
06:09
It tookaldı them about 50 millionmilyon yearsyıl
156
354000
2000
Organizmalar 50 milyon senelerini
06:11
to learnöğrenmek how to perfectmükemmel how to make that abaloneAbalone shellkabuk.
157
356000
2000
mukemmel bir deniz kulagi yapmayi ogrenmek icin vermisler.
06:13
And that's a hardzor sellsatmak to a graduatemezun olmak studentÖğrenci. (LaughterKahkaha)
158
358000
2000
ve bunu bir yuksek lisans ogrencisine anlatmak cok zor.
06:15
"I have this great projectproje -- 50 millionmilyon yearsyıl."
159
360000
3000
"Senin icin mukemmel bir projem var-50 milyon senelik"
06:18
And so we had to developgeliştirmek a way
160
363000
2000
iste bu yuzden bizim bunu
06:20
of tryingçalışıyor to do this more rapidlyhızla.
161
365000
2000
daha cabuk yapavak bir yol gelistirmemiz gerekli.
06:22
And so we use a virusvirüs that's a non-toxictoksik olmayan virusvirüs
162
367000
2000
bu yuzden biz non-toxic M13
06:24
calleddenilen M13 bacteriophagebakteriyofaj
163
369000
2000
bakteriofaj denilen ve gorevi
06:26
that's job is to infectenfekte bacteriabakteriler.
164
371000
2000
bakteriyi enfekte etmek olan bir virus kullaniyoruz.
06:28
Well it has a simplebasit DNADNA structureyapı
165
373000
2000
onun basit bir DNA yapisi
06:30
that you can go in and cutkesim and pasteyapıştırmak
166
375000
2000
var ve siz baska DNA dizilerini
06:32
additionalek DNADNA sequencesdizileri into it.
167
377000
2000
onun DNA sina kesip yapistirabiirsiniz.
06:34
And by doing that, it allowsverir the virusvirüs
168
379000
2000
Bu sekilde virus rastgele
06:36
to expressekspres randomrasgele proteinprotein sequencesdizileri.
169
381000
3000
protein dizilerini nakil edebilir.
06:39
And this is prettygüzel easykolay biotechnologybiyoteknoloji.
170
384000
2000
bu cok basit bir biyoteknoloji.
06:41
And you could basicallytemel olarak do this a billionmilyar timeszamanlar.
171
386000
2000
Ve bunu isterseni milyarlarca kere yapabilirsiniz.
06:43
And so you can go in and have a billionmilyar differentfarklı virusesvirüsler
172
388000
2000
Buna devam ediyorsunuz ve genetik yapisi ayni olan
06:45
that are all geneticallygenetik olarak identicalözdeş,
173
390000
2000
milyarlarca virus elde ediyorsunuz..
06:47
but they differfarklılık from eachher other basedmerkezli on theironların tipsİpuçları,
174
392000
2000
fakat sadece
06:49
on one sequencesıra
175
394000
2000
bir protein dizilisini
06:51
that codeskodları for one proteinprotein.
176
396000
2000
saglayan kodlari farkli.
06:53
Now if you take all billionmilyar virusesvirüsler,
177
398000
2000
simdibu milyarlarca virusu
06:55
and you can put them in one dropdüşürmek of liquidsıvı,
178
400000
2000
bir damla sivinin icine koysak
06:57
you can forcekuvvet them to interactetkileşim with anything you want on the periodicperiyodik tabletablo.
179
402000
3000
onlari periyodik tabla uzerindeki istediginiz herhangi bir element ile etkilesmeye zorlayabilir
07:00
And throughvasitasiyla a processsüreç of selectionseçim evolutionevrim,
180
405000
2000
ve seleksiyon evriminin isleyisine gore
07:02
you can pullÇek one out of a billionmilyar that does something that you'dşimdi etsen like it to do,
181
407000
3000
sizin hosunuza giden bir tanesini bu milarlarca virusun icinden cekip alabiliriz.
07:05
like growbüyümek a batterypil or growbüyümek a solargüneş cellhücre.
182
410000
2000
bu sanki bir pil yada gunes pil yetistirmeye benziyor.
07:07
So basicallytemel olarak, virusesvirüsler can't replicatetekrarlamak themselveskendilerini; they need a hostevsahibi.
183
412000
3000
basitce, virusler kendi kendilerine cogalamazlar. onlara bir ev sahibi gereklidir.
07:10
OnceBir kez you find that one out of a billionmilyar,
184
415000
2000
Ne zaman aradiginiz isi yapan virusu bir milyarin icinde buldunuz
07:12
you infectenfekte it into a bacteriabakteriler,
185
417000
2000
onu bir bakteriye enfekte edersiniz.
07:14
and you make millionsmilyonlarca and billionsmilyarlarca of copieskopyalar
186
419000
2000
ve ondan belli dizilisi olan milyonlarca
07:16
of that particularbelirli sequencesıra.
187
421000
2000
ve milyarlarca kopya elde etmis olursunuz.
07:18
And so the other thing that's beautifulgüzel about biologyBiyoloji
188
423000
2000
Biolojinin diger bir guzelligi de
07:20
is that biologyBiyoloji givesverir you really exquisiteenfes structuresyapıları
189
425000
2000
size gercekten cok zarif yapilari
07:22
with niceGüzel linkbağlantı scalesterazi.
190
427000
2000
uygun olcekteki baglantilari ile verir.
07:24
And these virusesvirüsler are long and skinnysıska,
191
429000
2000
bu virusler uzun ve ince
07:26
and we can get them to expressekspres the abilitykabiliyet
192
431000
2000
bu ozelliklerini yariiletken maddeler
07:28
to growbüyümek something like semiconductorsyarı iletkenler
193
433000
2000
yada piller icin materyeller
07:30
or materialsmalzemeler for batteriespiller.
194
435000
2000
elde etmekte kullanabiliriz.
07:32
Now this is a high-poweredyüksek güçlü batterypil that we grewbüyüdü in my lablaboratuvar.
195
437000
3000
Iste bu gordugunuz laboratuvarda urettigimiz yuksek guclu bir pil.
07:35
We engineeredmühendislik a virusvirüs to pickalmak up carbonkarbon nanotubesnanotüpler.
196
440000
3000
bir virusu karbon nanotupleri tutan bir muhendis haline getirdik.
07:38
So one partBölüm of the virusvirüs grabskapmak a carbonkarbon nanotubenanotüp.
197
443000
2000
yani virusuun bir kismi karbon nanotubleri tutarken
07:40
The other partBölüm of the virusvirüs has a sequencesıra
198
445000
2000
diger kismi pil icin gerekli materyeli uretecek
07:42
that can growbüyümek an electrodeelektrot materialmalzeme for a batterypil.
199
447000
3000
diziye sahip.
07:45
And then it wiresteller itselfkendisi to the currentşimdiki collectorToplayıcı.
200
450000
3000
materyal buyudukce akim iletkeninin uzerinde bir tel seklini aliyor
07:48
And so throughvasitasiyla a processsüreç of selectionseçim evolutionevrim,
201
453000
2000
secici evrim sayesinde
07:50
we wentgitti from beingolmak ableyapabilmek to have a virusvirüs that madeyapılmış a crummyadi batterypil
202
455000
3000
siradan bir pil insa eden virusten
07:53
to a virusvirüs that madeyapılmış a good batterypil
203
458000
2000
kaliteli pil, yuksek guce sahip
07:55
to a virusvirüs that madeyapılmış a record-breakingRekor, high-poweredyüksek güçlü batterypil
204
460000
3000
pil yapabilen bir virus elde ettik.
07:58
that's all madeyapılmış at roomoda temperaturesıcaklık, basicallytemel olarak at the benchBank topüst.
205
463000
3000
ve bunlarin hepsi basit bir laboratuar tezgahinda ve oda sicakliginda yapildi.
08:01
And that batterypil wentgitti to the WhiteBeyaz HouseEv for a pressbasın conferencekonferans.
206
466000
3000
Bu yaptigimiz pil, Beyaz Sarayi bir basin toplantisi icin ziyaret etti.
08:04
I broughtgetirdi it here.
207
469000
2000
onu buraya da getirdim.
08:06
You can see it in this casedurum -- that's lightingaydınlatma this LED.
208
471000
3000
iste bu gordugunuz LED isigini calistiran pil o pil.
08:09
Now if we could scaleölçek this,
209
474000
2000
Eger bunun olculerini degistirirsek
08:11
you could actuallyaslında use it
210
476000
2000
bunu Prius da (Toyota prius hibrid araba)
08:13
to runkoş your PriusPrius,
211
478000
2000
kullanabilecesiniz
08:15
whichhangi is my dreamrüya -- to be ableyapabilmek to drivesürücü a virus-poweredvirüs-yeti cararaba.
212
480000
3000
ki virus gucu ile calitirilan bir araba benim hayallimdi.
08:19
But it's basicallytemel olarak --
213
484000
2000
ama bu basitce
08:21
you can pullÇek one out of a billionmilyar.
214
486000
3000
milyarda birini cekip cikarmak.
08:24
You can make lots of amplificationsbüyültmeleri to it.
215
489000
2000
Bunu birçok ilâvelerle yapabilirsiniz.
08:26
BasicallyTemel olarak, you make an amplificationamplifikasyon in the lablaboratuvar,
216
491000
2000
bu ilaveleri laboratuarda yapmaniz mumkun.
08:28
and then you get it to self-assemblekendini düzenler
217
493000
2000
daha sonra bu yapiyi birlestirip
08:30
into a structureyapı like a batterypil.
218
495000
2000
pil seklini veriyorsunuz.
08:32
We're ableyapabilmek to do this alsoAyrıca with catalysiskataliz.
219
497000
2000
Bunu katalizorlerle de yapmaniz mumkun
08:34
This is the exampleörnek
220
499000
2000
bu ornekte gordugunuz gibi
08:36
of photocatalyticFotokatalitik splittingbölme of waterSu.
221
501000
2000
bu suyun fotokatalik parcalanmasi.
08:38
And what we'vebiz ettik been ableyapabilmek to do
222
503000
2000
bunu su sekilde yapmayi basardik:
08:40
is engineermühendis a virusvirüs to basicallytemel olarak take dye-absorbingboya emici moleculesmoleküller
223
505000
3000
virus boya emen molekulleri tutmasi icin dizayn edildi.
08:43
and linehat them up on the surfaceyüzey of the virusvirüs
224
508000
2000
ve bu molekuller virusun uzerine dizildi
08:45
so it actseylemler as an antennaanten,
225
510000
2000
ve anten gibi davrandi
08:47
and you get an energyenerji transferaktarma acrosskarşısında the virusvirüs.
226
512000
2000
boylece virus uzerinden enerji transferini sagladik.
08:49
And then we give it a secondikinci genegen
227
514000
2000
ve viruse suyu
08:51
to growbüyümek an inorganicinorganik materialmalzeme
228
516000
2000
hidrijen ve oksijene ayiracak
08:53
that can be used to splitBölünmüş waterSu
229
518000
2000
inorganik materyeli olusturmasi icin
08:55
into oxygenoksijen and hydrogenhidrojen
230
520000
2000
ikinci bir gen verdik.
08:57
that can be used for cleantemiz fuelsyakıtlar.
231
522000
2000
bu yapi temiz yakitlar icin kullanilabilir.
08:59
And I broughtgetirdi an exampleörnek with me of that todaybugün.
232
524000
2000
Buraya bir ornegini getirdim.
09:01
My studentsöğrencilerin promisedsöz verdim me it would work.
233
526000
2000
Ogrencilerim bana calisacagina dair soz verdiler.
09:03
These are virus-assembledvirüs monte nanowiresnanowires.
234
528000
2000
bunlar viruslerden olusmus nanoteller.
09:05
When you shineparlaklık lightışık on them, you can see them bubblingköpüren.
235
530000
3000
uzerlerine isik tuttugumuda baloncuklar cikardiklarini goreceksiniz.
09:08
In this casedurum, you're seeinggörme oxygenoksijen bubbleskabarcıklar come out.
236
533000
3000
oksiyen gazi olusuyor.
09:12
And basicallytemel olarak, by controllingkontrol the genesgenler,
237
537000
3000
verilen geni kontrol ederek
09:15
you can controlkontrol multipleçoklu materialsmalzemeler to improveiyileştirmek your devicecihaz performanceperformans.
238
540000
3000
olusturdugunuz maddenin ozelliklerini cihazinizin performansi icin gelistirebilirsiniz.
09:18
The last exampleörnek are solargüneş cellshücreler.
239
543000
2000
son ornegim gunes pilleri.
09:20
You can alsoAyrıca do this with solargüneş cellshücreler.
240
545000
2000
bunu gunes pilleri icin de yapabilirsiniz.
09:22
We'veBiz ettik been ableyapabilmek to engineermühendis virusesvirüsler
241
547000
2000
biz karbon nanotubleri tutacak
09:24
to pickalmak up carbonkarbon nanotubesnanotüpler
242
549000
2000
virusleri olusturduk
09:26
and then growbüyümek titaniumTitanyum dioxidedioksit around them --
243
551000
4000
ve onlarin cevresine titanyum dioksit ile kapladik
09:30
and use as a way of gettingalma electronselektronlar throughvasitasiyla the devicecihaz.
244
555000
4000
bu sayede aletten elektron akisini elde elebiliriz.
09:34
And what we'vebiz ettik foundbulunan is throughvasitasiyla geneticgenetik engineeringmühendislik,
245
559000
2000
ve anladik ki, gen muhendisligi ile
09:36
we can actuallyaslında increaseartırmak
246
561000
2000
boya hassasiyetli
09:38
the efficienciesverimlilikleri of these solargüneş cellshücreler
247
563000
3000
gunes pillerinin
09:41
to recordkayıt numberssayılar
248
566000
2000
performansini
09:43
for these typestürleri of dye-sensitizedboya duyarlı systemssistemler.
249
568000
3000
arttirabilirsiniz.
09:46
And I broughtgetirdi one of those as well
250
571000
2000
Size bunlardan da bir tane getirdim.
09:48
that you can playoyun around with outsidedışında afterwardsonra.
251
573000
3000
Bunlarla birazdan goz atabilirsiniz.
09:51
So this is a virus-basedvirüs tabanlı solargüneş cellhücre.
252
576000
2000
bu virus tabanli gunes pili.
09:53
ThroughAracılığıyla evolutionevrim and selectionseçim,
253
578000
2000
Seleksiyon ve evrim yolu ile
09:55
we tookaldı it from an eightsekiz percentyüzde efficiencyverim solargüneş cellhücre
254
580000
3000
biz % 8 performansligunes pillerini
09:58
to an 11 percentyüzde efficiencyverim solargüneş cellhücre.
255
583000
3000
% 11 lik performansa cikartabildik.
10:01
So I hopeumut that I've convincedikna olmuş you
256
586000
2000
Umarim sizi pgrenilecek bircok mukemmel
10:03
that there's a lot of great, interestingilginç things to be learnedbilgili
257
588000
3000
ve ilginc sey
10:06
about how naturedoğa makesmarkaları materialsmalzemeler --
258
591000
2000
Ve dohanin nasil maddeleri yaptigi hakkinda
10:08
and takingalma it the nextSonraki stepadım
259
593000
2000
ve eger zorlarsaniz
10:10
to see if you can forcekuvvet,
260
595000
2000
bir sonraki basamaga gecebilecegimiz hakkinda
10:12
or whetherolup olmadığını you can take advantageavantaj of how naturedoğa makesmarkaları materialsmalzemeler,
261
597000
2000
yada doganin bile henuz yapmayi hayal edemedigi maddeleri
10:14
to make things that naturedoğa hasn'tdeğil sahiptir yethenüz dreamedhayal of makingyapma.
262
599000
3000
insa etmek ve kullanmak konusunda ikna edebilmisimdir.
10:17
Thank you.
263
602000
2000
Teşekkür ederim.
Translated by Ayten Ay
Reviewed by Sancak Gülgen

▲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