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

Anđela Belčer: Korišćenje prirode za uzgoj baterija

Filmed:
971,791 views

Inspirisana abalon školjkom, Anđela Belčer programira viruse kako bi formirali elegantne strukture, reda nano veličine, koje ljudi mogu da koriste. Selektujući gene visokih performansi kroz direktnu evoluciju, ona je proizvela viruse koji mogu izgraditi nove, moćne baterije, čista vodonična goriva i solarne ćelije rekordne efikasnosti. Na TEDxCaltech konferenciji, pokazuje nam kako se to radi.
- 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 bitмало about how natureприрода makesчини materialsматеријали.
0
0
3000
Mislila sam da govorim o tome kako priroda stvara materijale.
00:18
I broughtдоведен alongзаједно with me an abaloneabalona shellшкољка.
1
3000
2000
Donela sam jednu abalon školjku.
00:20
This abaloneabalona shellшкољка is a biocompositebiocomposite materialматеријал
2
5000
3000
Ona je biokompozitni materijal,
00:23
that's 98 percentпроценат by massмаса calciumкалцијум carbonateкарбонат
3
8000
3000
čija je masa sastavljena od 98 odsto kalcijum karbonata
00:26
and two percentпроценат by massмаса proteinбеланчевина.
4
11000
2000
i 2 odsto proteina.
00:28
YetJoš, it's 3,000 timesпута tougherтеже
5
13000
2000
Pa ipak, 3000 puta je jača
00:30
than its geologicalгеолошки counterpartnjegov kolega.
6
15000
2000
od svog geološkog duplikata.
00:32
And a lot of people mightМожда use structuresструктуре like abaloneabalona shellsгранате,
7
17000
3000
Mnogi ljudi mogu koristiti strukture poput abalon školjke,
00:35
like chalkKreda.
8
20000
2000
kao što je kreda.
00:37
I've been fascinatedфасциниран by how natureприрода makesчини materialsматеријали,
9
22000
2000
Bila sam fascinirana načinom na koji priroda stvara materijale,
00:39
and there's a lot of sequenceниз
10
24000
2000
a postoji i mnogo nizova
00:41
to how they do suchтаква an exquisiteIzvrstan jobпосао.
11
26000
2000
u načinu na koji ona vrši takav izuzetan posao.
00:43
PartDeo of it is that these materialsматеријали
12
28000
2000
Jedan deo ovoga jeste da su ovi materijali
00:45
are macroscopicMikroskopska in structureструктура,
13
30000
2000
po strukturi makroskopski,
00:47
but they're formedформирана at the nanoscalenanoscale.
14
32000
2000
međutim formirani su na nano skali.
00:49
They're formedформирана at the nanoscalenanoscale,
15
34000
2000
Formirani su na nano skali
00:51
and they use proteinsпротеини that are codedkodiran by the geneticгенетски levelниво
16
36000
3000
i koriste proteine koji su šifrirani na genetskom nivou
00:54
that allowдозволите them to buildизградити these really exquisiteIzvrstan structuresструктуре.
17
39000
3000
da bi im dozvolili da izgrade ove zaista izvrsne strukture.
00:57
So something I think is very fascinatingфасцинантан
18
42000
2000
Fascinira me pomisao
00:59
is what if you could give life
19
44000
3000
da bismo mogli da podarimo život
01:02
to non-livingnon-dnevna structuresструктуре,
20
47000
2000
neživim strukturama,
01:04
like batteriesбатерије and like solarсоларни cellsћелије?
21
49000
2000
poput baterija i solarnih ćelija.
01:06
What if they had some of the sameисти capabilitiesспособности
22
51000
2000
Šta ako bi oni imali neke od sposobnosti
01:08
that an abaloneabalona shellшкољка did,
23
53000
2000
koje abalon školjka ima,
01:10
in termsуслови of beingбиће ableу могуцности
24
55000
2000
u pogledu mogućnosti
01:12
to buildизградити really exquisiteIzvrstan structuresструктуре
25
57000
2000
da izgradi veoma izvrsne strukture,
01:14
at roomсоба temperatureтемпература and roomсоба pressureпритисак,
26
59000
2000
na sobnoj temperaturi i sobnom pritisku
01:16
usingКористећи non-toxicNije toksična chemicalsхемикалије
27
61000
2000
koristeći netoksične hemikalije
01:18
and addingдодавање no toxicтоксично materialsматеријали back into the environmentЖивотна средина?
28
63000
3000
i ne ispuštajući ikakve toksine u životno okruženje?
01:21
So that's the visionвизија that I've been thinkingразмишљање about.
29
66000
3000
To je vizija o kojoj sam razmišljala.
01:24
And so what if you could growрасту a batteryбатерија in a PetriPetri dishјело?
30
69000
2000
Šta ako bismo mogli da uzgojimo bateriju u Petrijevoj šolji?
01:26
Or, what if you could give geneticгенетски informationинформације to a batteryбатерија
31
71000
3000
Ili, šta ako bismo mogli bateriji da damo genetsku informaciju
01:29
so that it could actuallyзаправо becomeпостати better
32
74000
2000
tako da zapravo postane bolja
01:31
as a functionфункција of time,
33
76000
2000
u smislu njenog životnog veka,
01:33
and do so in an environmentallyеколошки friendlyпријатељски way?
34
78000
2000
a da to uradimo na način koji je prijateljski prema okruženju?
01:35
And so, going back to this abaloneabalona shellшкољка,
35
80000
3000
Vratimo se sada na ovu abalon školjku,
01:38
besidesОсим тога beingбиће nano-structuredNano strukturom,
36
83000
2000
osim što je nano strukturisana
01:40
one thing that's fascinatingфасцинантан,
37
85000
2000
jedna stvar koja je fascinantna
01:42
is when a maleМушки and a femaleзенски пол abaloneabalona get togetherзаједно,
38
87000
2000
je da kada se muška i ženska abalon školjka nađu zajedno
01:44
they passпасс on the geneticгенетски informationинформације
39
89000
2000
one prenose genetske informacije
01:46
that saysкаже, "This is how to buildизградити an exquisiteIzvrstan materialматеријал.
40
91000
3000
koje kažu: "Ovako se izgrađuje jedan izvrstan materijal.
01:49
Here'sEvo how to do it at roomсоба temperatureтемпература and pressureпритисак,
41
94000
2000
Ovako se to radi na sobnoj temperaturi i pritisku,
01:51
usingКористећи non-toxicNije toksična materialsматеријали."
42
96000
2000
korišćenjem netoksičnih materijala".
01:53
SameIsti with diatomsдиатомс, whichкоја are shownпоказано right here, whichкоја are glasseousglasseous structuresструктуре.
43
98000
3000
Isti je slučaj i sa silikatnim algama, staklaste strukture, prikazane upravo ovde.
01:56
EverySvaki time the diatomsдиатомс replicateреплицирати,
44
101000
2000
Svaki put kada se ove alge kopiraju,
01:58
they give the geneticгенетски informationинформације that saysкаже,
45
103000
2000
daju genetsku informaciju koja kaže:
02:00
"Here'sEvo how to buildизградити glassстакло in the oceanокеан
46
105000
2000
"Evo kako da u okeanu izgradite staklo
02:02
that's perfectlyсавршено nano-structuredNano strukturom.
47
107000
2000
koje je savršene nano strukture.
02:04
And you can do it the sameисти, over and over again."
48
109000
2000
Ovo možete da ponavljate, iznova i iznova".
02:06
So what if you could do the sameисти thing
49
111000
2000
Šta ako biste mogli da uradite istu stvar
02:08
with a solarсоларни cellмобилни or a batteryбатерија?
50
113000
2000
sa solarnom ćelijom ili baterijom?
02:10
I like to say my favoriteомиљени biomaterialbiomaterial is my fourчетири year-oldgodina.
51
115000
3000
Volim da kažem da je moj omiljeni biomaterijal moj četvorogodišnjak.
02:13
But anyoneбило ко who'sко је ever had, or knowsзна, smallмали childrenдеца
52
118000
3000
Svako ko je čuo ili zna malu decu,
02:16
knowsзна they're incrediblyневероватно complexкомплекс organismsорганизми.
53
121000
3000
zna da su oni neverovatno složeni organizmi.
02:19
And so if you wanted to convinceубедити them
54
124000
2000
Ako biste želeli da ih ubedite
02:21
to do something they don't want to do, it's very difficultтешко.
55
126000
2000
da urade nešto što oni ne žele, to je veoma teško.
02:23
So when we think about futureбудућност technologiesтехнологије,
56
128000
3000
Kada mislimo o budućim tehnologijama
02:26
we actuallyзаправо think of usingКористећи bacteriaбактерије and virusвирус,
57
131000
2000
zapravo mislimo na upotrebu bakterija i virusa,
02:28
simpleједноставно organismsорганизми.
58
133000
2000
jednostavnih organizama.
02:30
Can you convinceубедити them to work with a newново toolboxokvir sa alatkama,
59
135000
2000
Možete li ih ubediti da rade sa novim alatom,
02:32
so that they can buildизградити a structureструктура
60
137000
2000
tako da mogu izgraditi strukturu
02:34
that will be importantважно to me?
61
139000
2000
koja će za mene biti značajna?
02:36
AlsoTakođe, when we think about futureбудућност technologiesтехнологије,
62
141000
2000
Takođe, kada mislimo o budućim tehnologijama,
02:38
we startпочетак with the beginningпочетак of EarthZemlja.
63
143000
2000
počinjemo sa početkom Zemlje.
02:40
BasicallyU osnovi, it tookузела a billionмилијарде yearsгодине
64
145000
2000
U osnovi, bilo je neophodno milijardu godina
02:42
to have life on EarthZemlja.
65
147000
2000
da se stvori život na Zemlji.
02:44
And very rapidlyбрзо, they becameпостао multi-cellularmulti-mobilni,
66
149000
2000
Ubrzo su nastali višećelijski organizmi,
02:46
they could replicateреплицирати, they could use photosynthesisфотосинтеза
67
151000
3000
mogli su da se reprodukuju, da koriste fotosintezu
02:49
as a way of gettingдобијања theirњихова energyенергија sourceизвор.
68
154000
2000
kao način dobijanja energetskog izvora.
02:51
But it wasn'tније untilсве док about 500 millionмилиона yearsгодине agoпре --
69
156000
2000
Ali do pre 500 miliona godina --
02:53
duringу току the CambrianKambrije geologicгеолошки time periodраздобље --
70
158000
2000
tokom geološkog perioda Kambrijuma --
02:55
that organismsорганизми in the oceanокеан startedпочела makingстварање hardтешко materialsматеријали.
71
160000
3000
organizmi u okeanu nisu mogli da formiraju čvrste materijale.
02:58
Before that, they were all softмеко, fluffyPapirnati structuresструктуре.
72
163000
3000
Pre toga, svi su bili mekane, paperjaste strukture.
03:01
And it was duringу току this time
73
166000
2000
Tokom ovog perioda
03:03
that there was increasedповећан calciumкалцијум and ironгвожђе
74
168000
2000
postojale su uvećane količine kalcijuma, gvožđa
03:05
and siliconсилицијум in the environmentЖивотна средина,
75
170000
2000
i silikona u životnom okruženju
03:07
and organismsорганизми learnedнаучио how to make hardтешко materialsматеријали.
76
172000
3000
i organizmi su naučili kako da naprave ove čvrste materijale.
03:10
And so that's what I would like be ableу могуцности to do --
77
175000
2000
To je ono što bih volela da mogu da uradim --
03:12
convinceубедити biologyбиологија
78
177000
2000
da ubedim biologiju
03:14
to work with the restодмор of the periodicпериодично tableсто.
79
179000
2000
da sarađuje sa ostatkom periodnog sistema elemenata.
03:16
Now if you look at biologyбиологија,
80
181000
2000
Sada, ako pogledate biologiju,
03:18
there's manyмноги structuresструктуре like DNADNK and antibodiesantitela
81
183000
2000
videćete mnoge strukture poput DNK i antitela
03:20
and proteinsпротеини and ribosomesribosomes that you've heardслушао about
82
185000
2000
i proteina i ribozoma za koje ste čuli,
03:22
that are alreadyвећ nano-structuredNano strukturom.
83
187000
2000
a koji su već nano strukturirani.
03:24
So natureприрода alreadyвећ givesдаје us
84
189000
2000
Dakle, priroda nam već daje
03:26
really exquisiteIzvrstan structuresструктуре on the nanoscalenanoscale.
85
191000
2000
zaista izvrsne strukture na nano skali.
03:28
What if we could harnessУпотреба them
86
193000
2000
Šta ako bismo mogli da ih iskoristimo
03:30
and convinceубедити them to not be an antibodyantitela
87
195000
2000
i ubedimo ih da ne budu antitela
03:32
that does something like HIVHIV-A?
88
197000
2000
koja se bave nečime poput HIV-a?
03:34
But what if we could convinceубедити them
89
199000
2000
Ali šta ako bismo mogli da ih ubedimo
03:36
to buildизградити a solarсоларни cellмобилни for us?
90
201000
2000
da za nas izgrade solarnu ćeliju?
03:38
So here are some examplesпримери: these are some naturalприродно shellsгранате.
91
203000
2000
Evo nekih primera: ovo su neke od prirodnih školjki.
03:40
There are naturalприродно biologicalбиолошки materialsматеријали.
92
205000
2000
Postoje prirodni, biološki materijali.
03:42
The abaloneabalona shellшкољка here -- and if you fractureфрактура it,
93
207000
2000
Ova abalon školjka ovde -- ako je polomite,
03:44
you can look at the factчињеница that it's nano-structuredNano strukturom.
94
209000
2000
možete videti da je zapravo nano strukturirana.
03:46
There's diatomsдиатомс madeмаде out of SIOSIO2,
95
211000
3000
Ima silikatnih algi koje su napravljene od silikon dioksida,
03:49
and they're magnetotacticmagnetotactic bacteriaбактерије
96
214000
2000
i one su magnetotaktične bakterije
03:51
that make smallмали, single-domainsingl-domena magnetsmagneti used for navigationza navigaciju.
97
216000
3000
koje stvaraju male magnete u jednom području radi navigacije.
03:54
What all these have in commonзаједнички
98
219000
2000
Ono što im je svima zajedničko
03:56
is these materialsматеријали are structuredструктурирано at the nanoscalenanoscale,
99
221000
2000
jeste da su svi ovi materijali strukturisani na nano skali,
03:58
and they have a DNADNK sequenceниз
100
223000
2000
i imaju DNK niz
04:00
that codesšifre for a proteinбеланчевина sequenceниз
101
225000
2000
koji šifrira proteinski niz
04:02
that givesдаје them the blueprintnacrt
102
227000
2000
i daje im šemu
04:04
to be ableу могуцности to buildизградити these really wonderfulДивно structuresструктуре.
103
229000
2000
da bi mogle da naprave ove zaista divne strukture.
04:06
Now, going back to the abaloneabalona shellшкољка,
104
231000
2000
Sada, vratimo se na abalon školjku,
04:08
the abaloneabalona makesчини this shellшкољка by havingимати these proteinsпротеини.
105
233000
3000
koja stvara svoju ljušturu od ovih proteina.
04:11
These proteinsпротеини are very negativelyNegativno chargedнаплаћено.
106
236000
2000
Ovi proteini su jako negativno naelektrisani.
04:13
And they can pullповући calciumкалцијум out of the environmentЖивотна средина,
107
238000
2000
Mogu da privuku kalcijum iz okruženja,
04:15
put down a layerслој of calciumкалцијум and then carbonateкарбонат, calciumкалцијум and carbonateкарбонат.
108
240000
3000
deponuju sloj kalcijuma onda karbonata, kalcijuma pa karbonata.
04:18
It has the chemicalхемијски sequencessekvence of aminoамино acidskiselina,
109
243000
3000
Ima hemijske nizove amino kiselina,
04:21
whichкоја saysкаже, "This is how to buildизградити the structureструктура.
110
246000
2000
koje kažu, "Evo kako da izgradite tu strukturu.
04:23
Here'sEvo the DNADNK sequenceниз, here'sево the proteinбеланчевина sequenceниз
111
248000
2000
Evo DNK niza, evo proteinskog niza
04:25
in orderнаручи to do it."
112
250000
2000
da biste ih napravili".
04:27
And so an interestingзанимљиво ideaидеја is, what if you could take any materialматеријал that you wanted,
113
252000
3000
Jedna interesantna ideja je, šta ako biste mogli da uzmete koji god materijal poželite,
04:30
or any elementелемент on the periodicпериодично tableсто,
114
255000
2000
ili bilo koji element periodnog sistema elemenata,
04:32
and find its correspondingодговара DNADNK sequenceниз,
115
257000
3000
i da nađete njegov odgovarajući DNK niz,
04:35
then codeкод it for a correspondingодговара proteinбеланчевина sequenceниз
116
260000
2000
onda ga šifrirate za odgovarajući proteinski niz
04:37
to buildизградити a structureструктура, but not buildизградити an abaloneabalona shellшкољка --
117
262000
3000
da biste izgradili strukturu, ali ne abalon školjku --
04:40
buildизградити something that, throughкроз natureприрода,
118
265000
2000
da biste izgradili nešto sa čime
04:42
it has never had the opportunityприлика to work with yetјош увек.
119
267000
3000
do sada nisu imali prilike da rade kroz prirodu.
04:45
And so here'sево the periodicпериодично tableсто.
120
270000
2000
Ovo je periodni sistem elemenata.
04:47
And I absolutelyапсолутно love the periodicпериодично tableсто.
121
272000
2000
Ja ga apsolutno obožavam.
04:49
EverySvaki yearгодине for the incomingdolazni freshmanna prvoj classкласа at MITMIT-A,
122
274000
3000
Svake godine za brucoše na Masačusetskom tehnološkom institutu
04:52
I have a periodicпериодично tableсто madeмаде that saysкаже,
123
277000
2000
imam periodni sistem koji kaže:
04:54
"WelcomeDobro došli to MITMIT-A. Now you're in your elementелемент."
124
279000
3000
"Dobrodošli na MTI. Sada ste u svom elementu".
04:57
And you flipфлип it over, and it's the aminoамино acidskiselina
125
282000
3000
Ako ga okrenete, videćete amino kiseline
05:00
with the PHPH at whichкоја they have differentразличит chargesоптужбе.
126
285000
2000
sa pH na kome prolaze kroz različite promene.
05:02
And so I give this out to thousandsхиљаде of people.
127
287000
3000
Ovo podelim hiljadama ljudi.
05:05
And I know it saysкаже MITMIT-A, and this is CaltechKal teku,
128
290000
2000
Znam da piše MTI, a da je ovo Kaltek,
05:07
but I have a coupleпар extraекстра if people want it.
129
292000
2000
ali imam nešto viška za ljude koji ih žele.
05:09
And I was really fortunatesretni
130
294000
2000
Bila sam veoma srećna
05:11
to have PresidentPredsednik ObamaObama visitпосетите my labлаб this yearгодине
131
296000
2000
kada je predsednik Obama posetio moju laboratoriju ove godine
05:13
on his visitпосетите to MITMIT-A,
132
298000
2000
tokom njegove posete MTI-u,
05:15
and I really wanted to give him a periodicпериодично tableсто.
133
300000
2000
i zaista sam želela da mu dam periodni sistem elemenata.
05:17
So I stayedостао up at night, and I talkedпричао to my husbandмуж,
134
302000
2000
Ostala sam budna celu noć i pričala sam sa svojim mužem,
05:19
"How do I give PresidentPredsednik ObamaObama a periodicпериодично tableсто?
135
304000
3000
"Kako da dam predsedniku Obami periodni sistem?
05:22
What if he saysкаже, 'Oh' Oh, I alreadyвећ have one,'
136
307000
2000
Šta ako kaže: "Oh, već imam jedan",
05:24
or, 'I've' Ja sam alreadyвећ memorizedZapamtio it'to '?" (LaughterSmeh)
137
309000
2000
ili: "Već sam ga zapamtio"? (Smeh)
05:26
And so he cameДошао to visitпосетите my labлаб
138
311000
2000
I tako je on došao da poseti moju laboratoriju
05:28
and lookedпогледао around -- it was a great visitпосетите.
139
313000
2000
i razgledao je okolo -- bila je to sjajna poseta.
05:30
And then afterwardпосле тога, I said,
140
315000
2000
Nakon toga, rekla sam,
05:32
"SirGospodine, I want to give you the periodicпериодично tableсто
141
317000
2000
"Gospodine, želela bih da vam dam periodni sistem
05:34
in caseслучај you're ever in a bindвезати and need to calculateизрачунати molecularмолекуларно weightтежина."
142
319000
4000
u slučaju da ste ikada u teškoj situaciji i treba da izračunate molekularnu težinu".
05:38
And I thought molecularмолекуларно weightтежина soundedзвучало much lessмање nerdyљtreberski
143
323000
2000
Mislila sam da molekularna težina zvuči manje štreberski
05:40
than molarmolarni massмаса.
144
325000
2000
od molarne mase.
05:42
And so he lookedпогледао at it,
145
327000
2000
On ga je pogledao
05:44
and he said,
146
329000
2000
i rekao:
05:46
"Thank you. I'll look at it periodicallyпериодично."
147
331000
2000
"Hvala Vam. Pogledaću ga periodično".
05:48
(LaughterSmeh)
148
333000
2000
(Smeh)
05:50
(ApplauseAplauz)
149
335000
4000
(Aplauz)
05:54
And laterкасније in a lectureпредавање that he gaveдала on cleanчист energyенергија,
150
339000
3000
Kasnije ga je, u lekciji koju je držao na temu čiste energije,
05:57
he pulledвуче it out and said,
151
342000
2000
izvukao i rekao:
05:59
"And people at MITMIT-A, they give out periodicпериодично tablesтабеле."
152
344000
2000
"A ljudi na MTI-ju, oni dele periodne sisteme".
06:01
So basicallyу основи what I didn't tell you
153
346000
3000
Ono što vam nisam rekla je da su
06:04
is that about 500 millionмилиона yearsгодине agoпре, organismsорганизми starterStarter makingстварање materialsматеријали,
154
349000
3000
pre oko 500 miliona godina, organizmi počeli da stvaraju materijale,
06:07
but it tookузела them about 50 millionмилиона yearsгодине to get good at it.
155
352000
2000
ali im je bilo neophodno oko 50 miliona godina da bi postali dobri u tome.
06:09
It tookузела them about 50 millionмилиона yearsгодине
156
354000
2000
I trebalo im je 50 miliona godina
06:11
to learnучи how to perfectсавршен how to make that abaloneabalona shellшкољка.
157
356000
2000
da bi usavršili stvaranje te abalon školjke.
06:13
And that's a hardтешко sellпродати to a graduateдипломирани studentученик. (LaughterSmeh)
158
358000
2000
Maturante je teško ubediti u ovo. (Smeh)
06:15
"I have this great projectпројекат -- 50 millionмилиона yearsгодине."
159
360000
3000
"Imam ovaj izvanredan projekat -- 50 miliona godina."
06:18
And so we had to developразвити a way
160
363000
2000
Morali smo da razvijemo način
06:20
of tryingпокушавајући to do this more rapidlyбрзо.
161
365000
2000
da pokušamo da uradimo ovo brže.
06:22
And so we use a virusвирус that's a non-toxicNije toksična virusвирус
162
367000
2000
Tako koristimo viruse, tj. netoksične viruse
06:24
calledпозвани M13 bacteriophagebacteriophage
163
369000
2000
nazvane M13 bakteriofazi
06:26
that's jobпосао is to infectzarazi bacteriaбактерије.
164
371000
2000
čiji je posao da zaraze bakteriju.
06:28
Well it has a simpleједноставно DNADNK structureструктура
165
373000
2000
Ima jednostavnu DNK strukturu
06:30
that you can go in and cutрез and pasteпасте
166
375000
2000
koju možete iseći i na nju nalepiti
06:32
additionaldodatne DNADNK sequencessekvence into it.
167
377000
2000
dodatne DNK nizove.
06:34
And by doing that, it allowsомогућава the virusвирус
168
379000
2000
Radeći ovo, dozvoljavate virusu
06:36
to expressизразити randomслучајно proteinбеланчевина sequencessekvence.
169
381000
3000
da izrazi različite proteinske nizove.
06:39
And this is prettyприлично easyлако biotechnologyбиотехнологија.
170
384000
2000
Ovo je veoma laka biotehnologija.
06:41
And you could basicallyу основи do this a billionмилијарде timesпута.
171
386000
2000
Ovo doslovce možete uraditi milijardu puta.
06:43
And so you can go in and have a billionмилијарде differentразличит virusesвируси
172
388000
2000
Tako, imate milijardu virusa
06:45
that are all geneticallyгенетски identicalидентично,
173
390000
2000
koji su genetski isti,
06:47
but they differразликују се from eachсваки other basedзаснован on theirњихова tipsSaveti,
174
392000
2000
ali koji se malo razlikuju međusobno na vrhovima,
06:49
on one sequenceниз
175
394000
2000
na jednom nizu
06:51
that codesšifre for one proteinбеланчевина.
176
396000
2000
koji šifrira jedan protein.
06:53
Now if you take all billionмилијарде virusesвируси,
177
398000
2000
Ako uzmete milijardu virusa
06:55
and you can put them in one dropкап of liquidтечност,
178
400000
2000
i stavite ih u jednu kap tečnosti
06:57
you can forceсила them to interactИнтерактивно with anything you want on the periodicпериодично tableсто.
179
402000
3000
možete ih naterati da reaguju sa bilo čime iz periodnog sistema.
07:00
And throughкроз a processпроцес of selectionизбор evolutionеволуција,
180
405000
2000
Procesom selektivne evolucije možete izvući
07:02
you can pullповући one out of a billionмилијарде that does something that you'dти би like it to do,
181
407000
3000
jednog iz milijarde koji će da radi tačno ono što biste želeli,
07:05
like growрасту a batteryбатерија or growрасту a solarсоларни cellмобилни.
182
410000
2000
kao na primer, da uzgoji bateriju ili solarnu ćeliju.
07:07
So basicallyу основи, virusesвируси can't replicateреплицирати themselvesсами; they need a hostдомаћин.
183
412000
3000
U osnovi, virusi ne mogu da se razmnožavaju, treba im domaćin.
07:10
OnceJednom you find that one out of a billionмилијарде,
184
415000
2000
Jednom kada nađete tog jednog u milijardi,
07:12
you infectzarazi it into a bacteriaбактерије,
185
417000
2000
zarazite bakteriju njime
07:14
and you make millionsмилиони and billionsмилијарди of copiesкопије
186
419000
2000
i stvorite milione i milijarde kopija
07:16
of that particularпосебно sequenceниз.
187
421000
2000
upravo tog niza.
07:18
And so the other thing that's beautifulЛепа about biologyбиологија
188
423000
2000
Druga stvar koja je divna u vezi sa biologijom
07:20
is that biologyбиологија givesдаје you really exquisiteIzvrstan structuresструктуре
189
425000
2000
jeste što vam biologija pruža izvanredne strukture
07:22
with niceлеп linkлинк scalesваге.
190
427000
2000
sa veoma finim vezama skala.
07:24
And these virusesвируси are long and skinnyмршав,
191
429000
2000
Ovi virusi su dugi i mršavi,
07:26
and we can get them to expressизразити the abilityспособност
192
431000
2000
i možemo ih naterati da izraze sposobnost
07:28
to growрасту something like semiconductorsполупроводници
193
433000
2000
izgradnje nečega poput poluprovodnika
07:30
or materialsматеријали for batteriesбатерије.
194
435000
2000
ili materijale za baterije.
07:32
Now this is a high-poweredвисоко напајање batteryбатерија that we grewрастао in my labлаб.
195
437000
3000
Ovo je baterija visokog napona koju sam uzgojila u laboratoriji.
07:35
We engineeredпројектован a virusвирус to pickпицк up carbonугљеник nanotubesнаноцеви.
196
440000
3000
Napravili smo virus koji može da podigne ugljenične nano cevčice.
07:38
So one partдео of the virusвирус grabsZgrabi a carbonугљеник nanotubenanotube.
197
443000
2000
Dakle, jedan deo virusa podigne ugljeničnu nano cevčicu.
07:40
The other partдео of the virusвирус has a sequenceниз
198
445000
2000
Drugi deo virusa ima niz
07:42
that can growрасту an electrodeелектрода materialматеријал for a batteryбатерија.
199
447000
3000
koji može da izgradi elektrodu za bateriju.
07:45
And then it wiresжице itselfсам to the currentТренутни collectorkolekcionar.
200
450000
3000
Onda se poveže za kolektor struje.
07:48
And so throughкроз a processпроцес of selectionизбор evolutionеволуција,
201
453000
2000
Tako, kroz proces selektivne evolucije,
07:50
we wentотишао from beingбиће ableу могуцности to have a virusвирус that madeмаде a crummybedan batteryбатерија
202
455000
3000
smo napredovali od virusa koji je mogao da napravi jadnu bateriju,
07:53
to a virusвирус that madeмаде a good batteryбатерија
203
458000
2000
preko virusa koji može da napravi dobru bateriju,
07:55
to a virusвирус that madeмаде a record-breakingrekordni, high-poweredвисоко напајање batteryбатерија
204
460000
3000
do virusa koji je napravio jaku bateriju, koja obara rekorde, a sve
07:58
that's all madeмаде at roomсоба temperatureтемпература, basicallyу основи at the benchклупа topврх.
205
463000
3000
ovo je napravljeno na sobnoj temperaturi, praktično na radnoj površini.
08:01
And that batteryбатерија wentотишао to the Whitebeo Housekuća for a pressпритисните conferenceконференција.
206
466000
3000
Ta baterija je poslata u Belu kuću, na konferenciju za štampu.
08:04
I broughtдоведен it here.
207
469000
2000
Ja sam je donela ovde.
08:06
You can see it in this caseслучај -- that's lightingосветљење this LED.
208
471000
3000
Ovde je možete videti kako osvetljava ovu "LED" diodu.
08:09
Now if we could scaleСкала this,
209
474000
2000
Ako bismo mogli da odmerimo ovo,
08:11
you could actuallyзаправо use it
210
476000
2000
mogli biste da je koristite
08:13
to runтрцати your PriusPrius,
211
478000
2000
za pokretanje vašeg Prijusa,
08:15
whichкоја is my dreamсан -- to be ableу могуцности to driveпогон a virus-poweredpogon za virus carауто.
212
480000
3000
što je moj san -- da vozimo automobile pokrenute virusima.
08:19
But it's basicallyу основи --
213
484000
2000
U osnovi --
08:21
you can pullповући one out of a billionмилијарде.
214
486000
3000
možete da dobijete jednog u milijardi.
08:24
You can make lots of amplificationsамплификације to it.
215
489000
2000
Možete napraviti puno pojačanja na ovome.
08:26
BasicallyU osnovi, you make an amplificationpojačanje in the labлаб,
216
491000
2000
U osnovi, možete napraviti pojačanje u laboratoriji
08:28
and then you get it to self-assembleсамосклопити
217
493000
2000
i možete je naterati da se sama sastavi
08:30
into a structureструктура like a batteryбатерија.
218
495000
2000
u strukturu nalik bateriji.
08:32
We're ableу могуцности to do this alsoтакође with catalysiscatalysis.
219
497000
2000
U mogućnosti smo da ovo uradimo i sa katalizom.
08:34
This is the exampleпример
220
499000
2000
Ovo je primer
08:36
of photocatalyticphotocatalytic splittingrazdvajanje of waterвода.
221
501000
2000
fotokatalitičkog razdvajanja vode.
08:38
And what we'veми смо been ableу могуцности to do
222
503000
2000
Ono što smo u mogućnosti da uradimo je da
08:40
is engineerинжењер a virusвирус to basicallyу основи take dye-absorbingboja za upijanje moleculesмолекули
223
505000
3000
napravimo virus koji može da uhvati molekule koji vezuju boju
08:43
and lineлине them up on the surfaceповршина of the virusвирус
224
508000
2000
i poređa ih po površini virusa
08:45
so it actsделује as an antennaантена,
225
510000
2000
tako da se ponašaju kao antena,
08:47
and you get an energyенергија transferтрансфер acrossпреко the virusвирус.
226
512000
2000
a vi dobijete protok energije preko virusa.
08:49
And then we give it a secondдруго geneген
227
514000
2000
Onda mu damo još jedan gen
08:51
to growрасту an inorganicнеоргански materialматеријал
228
516000
2000
da bi uzgojio neorganski materijal
08:53
that can be used to splitразделити waterвода
229
518000
2000
koji se može koristiti da razdvoji vodu
08:55
into oxygenкисеоник and hydrogenводоник
230
520000
2000
na kiseonik i vodonik
08:57
that can be used for cleanчист fuelsгорива.
231
522000
2000
koji se mogu upotrebiti za čista goriva.
08:59
And I broughtдоведен an exampleпример with me of that todayданас.
232
524000
2000
Danas sam sa sobom donela jedan primerak.
09:01
My studentsстуденти promisedobećao me it would work.
233
526000
2000
Moji studenti su mi obećali da će raditi.
09:03
These are virus-assembledVirus se okupili nanowiresnanowires.
234
528000
2000
Ovo su nano žice sastavljene uz pomoć virusa.
09:05
When you shineсјај lightсветло on them, you can see them bubblingChampagne.
235
530000
3000
Kada ih obasjate svetlošću, vidite kako se formiraju mehurići.
09:08
In this caseслучај, you're seeingвиди oxygenкисеоник bubblesмехуриће come out.
236
533000
3000
U ovom slučaju, vidite mehuriće kiseonika kako izlaze.
09:12
And basicallyу основи, by controllingконтролисање the genesгена,
237
537000
3000
U osnovi, kontrolišući gene, možete kontrolisati
09:15
you can controlконтрола multipleвише materialsматеријали to improveпобољшати your deviceуређај performanceперформансе.
238
540000
3000
mnogo materijala da biste unapredili učinak vašeg uređaja.
09:18
The last exampleпример are solarсоларни cellsћелије.
239
543000
2000
Poslednji primer su solarne ćelije.
09:20
You can alsoтакође do this with solarсоларни cellsћелије.
240
545000
2000
Ovo takođe možete uraditi sa solarnim ćelijama.
09:22
We'veMoramo been ableу могуцности to engineerинжењер virusesвируси
241
547000
2000
Možemo da napravimo viruse
09:24
to pickпицк up carbonугљеник nanotubesнаноцеви
242
549000
2000
koji podižu ugljenične nano cevčice
09:26
and then growрасту titaniumod Titana dioxideдиоксид around them --
243
551000
4000
i onda uzgoje titanijum-dioksid oko sebe --
09:30
and use as a way of gettingдобијања electronsелектрони throughкроз the deviceуређај.
244
555000
4000
i koriste ga kao način da pokrenu elektrone kroz uređaj.
09:34
And what we'veми смо foundнашао is throughкроз geneticгенетски engineeringинжењеринг,
245
559000
2000
Ono što smo otkrili jeste da kroz genetski inženjering,
09:36
we can actuallyзаправо increaseповећати
246
561000
2000
zapravo možemo povećati
09:38
the efficienciesефикасности of these solarсоларни cellsћелије
247
563000
3000
učinak ovih solarnih ćelija
09:41
to recordзапис numbersбројеви
248
566000
2000
do rekordnih brojeva
09:43
for these typesврсте of dye-sensitizedDye-sensitized systemsсистема.
249
568000
3000
za ove tipove sistema osetljivih na boje.
09:46
And I broughtдоведен one of those as well
250
571000
2000
Donela sam i jednu od njih takođe
09:48
that you can playигра around with outsideспоља afterwardпосле тога.
251
573000
3000
sa kojom posle možete da se igrate napolju.
09:51
So this is a virus-basedzasnovane na virus solarсоларни cellмобилни.
252
576000
2000
Dakle, ovo je solarna ćelija zasnovana na virusima.
09:53
ThroughKroz evolutionеволуција and selectionизбор,
253
578000
2000
Kroz evoluciju i selekciju
09:55
we tookузела it from an eightосам percentпроценат efficiencyефикасност solarсоларни cellмобилни
254
580000
3000
došli smo od solarne ćelije sa učinkom od 8 odsto
09:58
to an 11 percentпроценат efficiencyефикасност solarсоларни cellмобилни.
255
583000
3000
do solarne ćelije sa učinkom od 11 odsto.
10:01
So I hopeнадати се that I've convincedуверен you
256
586000
2000
Nadam se da sam vas ubedila
10:03
that there's a lot of great, interestingзанимљиво things to be learnedнаучио
257
588000
3000
da postoji mnogo velikih, interesantnih stvari koje se mogu naučiti
10:06
about how natureприрода makesчини materialsматеријали --
258
591000
2000
o proizvodnji materijala --
10:08
and takingузимајући it the nextследећи stepкорак
259
593000
2000
i dovođenja proizvodnje na sledeći nivo
10:10
to see if you can forceсила,
260
595000
2000
da bismo videli da li možete da prisilite ili da li možete
10:12
or whetherда ли је you can take advantageprednost of how natureприрода makesчини materialsматеријали,
261
597000
2000
da iskoristite prednost načina na koji priroda stvara materijale,
10:14
to make things that natureприрода hasn'tније yetјош увек dreamedсањала of makingстварање.
262
599000
3000
da biste stvorili materijale o kojima priroda još i ne sanja.
10:17
Thank you.
263
602000
2000
Hvala vam.
Translated by Predrag Djordjevic
Reviewed by Mateja Nenadovic

▲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