為什麼「生物製造」是下一個工業革命?
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0:02 - 0:05我一開始的工作是時裝設計師,
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0:05 - 0:10和紡織設計師及布料
供應商有密切的合作。 -
0:10 - 0:15但,現今,我看不見、
也不會跟我的新合作夥伴說話, -
0:15 - 0:18因為他們在我們腳下的土壤裡,
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0:18 - 0:21在超級市場的架子上,
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0:21 - 0:24在我演講完之後要喝的啤酒裡。
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0:26 - 0:28我在談的是微生物
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0:28 - 0:31以及用生命來做設計。
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0:32 - 0:35十五年前,我完全改變了
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0:35 - 0:38我工作使用的東西及工作的方式,
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0:38 - 0:41這是在和一位生物學家
合作後得到的啟示。 -
0:42 - 0:46我們的專案計畫讓我
對生命有了新的觀點, -
0:47 - 0:49讓我接觸到一個新世界,
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0:49 - 0:53充滿了設計和製造上的可能性。
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0:54 - 0:58我發現了一種根本的製造論點:
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0:58 - 1:00生物製造。
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1:00 - 1:04字面上的意思是用生物學來製造。
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1:05 - 1:07那是什麼意思?
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1:07 - 1:12我們不用加工植物、動物,或油
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1:12 - 1:14來製做消費材料,
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1:14 - 1:20我們可以直接用活機體培養材料。
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1:21 - 1:24在許多人所稱的
「第四次工業革命」中, -
1:25 - 1:29我們在思考的是
把活細胞當作新的工廠。 -
1:30 - 1:33細菌、水藻、真菌、酵母:
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1:34 - 1:39我們最新的設計工具
包括生物科技的工具。 -
1:39 - 1:42我自己的生物製造之旅
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1:42 - 1:45始於「生物女裝設計」這專案計畫。
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1:46 - 1:49理由是,我們不用在一塊田地裡
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1:49 - 1:52花數個月種植植物,比如棉花,
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1:52 - 1:56我們可以在實驗室裡,
只花幾天的時間 -
1:56 - 2:00就用微生物培養出
類似的纖維素材料。 -
2:00 - 2:05將某種細菌放在
營養豐富的液體中, -
2:05 - 2:08我們就能發酵出纖維素線,
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2:08 - 2:12這些線會自我組織成為一片布料。
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2:13 - 2:15我把我培養出來的布料弄乾,
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2:15 - 2:18剪裁並縫製成一系列
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2:18 - 2:21服裝、鞋子、包包。
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2:21 - 2:24換言之,我們在一間
實驗室中培養出材料, -
2:24 - 2:27再將材料轉成一系列產品,
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2:27 - 2:29過程只要幾天的時間。
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2:29 - 2:33這和目前的織物生產方法
是很大的對比, -
2:33 - 2:36目前的方法要種植植物,
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2:36 - 2:39只收割棉花的部分,
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2:39 - 2:41將它們加工成紗線,
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2:41 - 2:43織成布料,
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2:43 - 2:45接著可能還要運送過海洋,
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2:45 - 2:48接著再剪裁和縫製成服裝。
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2:49 - 2:51這個過程可能要數個月。
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2:52 - 2:55所以,這些原型意味著
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2:55 - 2:59一個能提供顯著資源效率的領域。
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2:59 - 3:02從減少材料生產過程中
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3:02 - 3:05對於水、能源、化學的需求,
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3:05 - 3:08到完全不產生廢物,
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3:08 - 3:12我們培養出來的織物
是已完成的形式—— -
3:12 - 3:17你也可以說它是「生物增材製造」。
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3:17 - 3:20透過生物製造,
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3:20 - 3:24我把許多密集的人工步驟換成
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3:24 - 3:27一個生物步驟。
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3:27 - 3:30參與這個生物系統,
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3:30 - 3:33也改變了我的設計思維。
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3:33 - 3:37這是生物學,我對它做的唯一干預
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3:37 - 3:41就是設計初始的生長條件,
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3:42 - 3:46它便能有效率地生產出
有用、永續的材料。 -
3:47 - 3:50現在我情不自禁會透過
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3:50 - 3:54生物製造的透鏡來看待所有材料。
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3:54 - 3:59事實上,全球有越來越多創新者
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3:59 - 4:03用生物來重新思考材料。
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4:03 - 4:08很多公司現在在培養蘑菇材料,
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4:08 - 4:10但並不是真的蘑菇——
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4:10 - 4:15用菌絲,也就是真菌類的根系,
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4:15 - 4:19將農業副產品結合在一起。
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4:19 - 4:23這個過程被描述為
「大自然的黏著」。 -
4:24 - 4:27常見的做法是拿一個 3D 模子,
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4:27 - 4:33將它裝滿不要的作物,
如玉米桿或大麻, -
4:33 - 4:34加上水,
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4:34 - 4:38等幾天,讓菌絲能生長至各處,
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4:39 - 4:40除去模子,
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4:40 - 4:43你就能得到長好的 3D 形狀。
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4:45 - 4:48很不可思議,你可以用活機體
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4:48 - 4:51培養出各種結構,
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4:51 - 4:55從可以取代鞋類用塑膠的泡沫,
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4:55 - 4:58到不用動物製成的似皮材料。
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4:58 - 5:02家具、地板材料——
這些目前都在製作原型階段。 -
5:02 - 5:07菌類能培養出天然防燃材料,
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5:07 - 5:09不用任何化學物質。
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5:10 - 5:11它們天生就有斥水性,
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5:11 - 5:14意思就是它們不會吸水。
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5:14 - 5:17它們的熔解溫度比塑膠還高。
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5:18 - 5:23聚苯乙烯的降解
可能要花上數千年。 -
5:24 - 5:26蘑菇包裝材料
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5:26 - 5:30可以在你的後花園自然變成堆肥,
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5:30 - 5:32只要不到三十天的時間。
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5:33 - 5:36活機體會將廢物轉換
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5:36 - 5:41成為成本有競爭力、
效能相當的材料, -
5:41 - 5:43可以開始取代塑膠
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5:43 - 5:46以及其他會排放二氧化碳的材料。
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5:47 - 5:50一旦我們開始
用活機體來培養材料, -
5:51 - 5:56便開始讓以前的製造方法
看起來不合邏輯。 -
5:57 - 6:00以粗糙的造房磚塊為例。
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6:01 - 6:04全球的二氧化碳排放中,
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6:04 - 6:06水泥業佔了 8%。
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6:06 - 6:09比每年所有的飛機
和船隻加起來還多。 -
6:10 - 6:15水泥製造過程會需要
將材料放在窯內燒, -
6:15 - 6:19溫度高達華氏兩千度以上。
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6:20 - 6:23把它拿來和 bioMASON 比較。
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6:23 - 6:28他們用土壤微生物
來轉換鬆散的聚集物, -
6:28 - 6:30如沙子或碎石,
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6:30 - 6:35成為生物製造磚塊,
或生物水泥磚塊。 -
6:35 - 6:39這個製造過程在常溫下進行,
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6:39 - 6:41只需要幾天時間。
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6:41 - 6:44想想看:磚塊的水耕法。
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6:44 - 6:49灌溉系統會將富含營養的水送到
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6:49 - 6:51磚塊托盤中,
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6:51 - 6:53托盤裡已經灌輸了細菌。
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6:54 - 6:57細菌會在每一粒沙子
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6:57 - 6:59周圍形成結晶,
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6:59 - 7:03把所有鬆散的粒子都鎖在一起,
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7:03 - 7:05形成一塊堅固的磚塊。
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7:06 - 7:09現在我們可以像大自然一樣
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7:09 - 7:12用優雅的方式來培養出建材,
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7:12 - 7:14就像珊瑚礁。
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7:15 - 7:20這些生物製造的磚塊比混凝土塊
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7:20 - 7:23還要堅固近三倍。
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7:24 - 7:28和傳統水泥生產是很大的對比,
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7:28 - 7:30它們儲存的碳比造成的碳還多。
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7:31 - 7:35每年製造出來的燒成磚
有一兆兩千億個, -
7:35 - 7:38如果我們能把它們都取代掉,
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7:38 - 7:40換成生物製造磚塊,
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7:40 - 7:44我們就能將每年的二氧化碳排放量
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7:44 - 7:47減少八億公噸。
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7:48 - 7:54(掌聲)
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7:56 - 8:00除了用活機體來培養材料之外,
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8:00 - 8:04我們甚至開始設計鼓勵
活機體生長的產品。 -
8:04 - 8:07背後的原因是因為了解到
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8:07 - 8:11我們一直在試圖邊緣化的東西——
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8:11 - 8:12生命——
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8:12 - 8:16可能其實是我們最棒的合作夥伴。
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8:17 - 8:21為此,我們一直在探索各種方式,
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8:21 - 8:25設法在我們自己的生態系統中
培養健康的微生物。 -
8:25 - 8:30一個很好的例子就是建築師
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8:30 - 8:33想像建築物的外皮
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8:34 - 8:36能有像樹皮一樣的功能。
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8:37 - 8:40但並不是裝飾表面的綠化層,
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8:40 - 8:43他們設計的建築樹皮
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8:43 - 8:47是要當作進化生態的宿主。
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8:48 - 8:54這些表面結構被設計成
能夠邀請生物進住。 -
8:54 - 8:59若我們能把目前我們壓制生命形式
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8:59 - 9:02所用的能源拿來培養生命,
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9:03 - 9:06我們就能把都市叢林的負面形象
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9:06 - 9:12轉變成讓生氣蓬勃的生態系統
能夠體現的新形象。 -
9:13 - 9:18主動鼓勵和健康微生物
做表面交互作用, -
9:19 - 9:22我們就能改善被動的氣候控制、
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9:22 - 9:24暴雨水管理,
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9:24 - 9:26甚至減少二氧化碳排放,
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9:26 - 9:30因為可以減低用來加熱
或冷卻建築物用的能源。 -
9:31 - 9:36我們才剛開始了解
以自然為基礎的科技 -
9:36 - 9:38有多大的潛力。
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9:38 - 9:43我們要開始設計和用生物製造
一個新的材料世界, -
9:43 - 9:45這讓我感到很興奮。
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9:49 - 9:53這個世界會減少利用
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9:53 - 9:56不可再生的資源,
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9:56 - 10:00和原始、可再生的生命合作。
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10:01 - 10:03我們不是排除生命來做設計,
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10:03 - 10:06而是用生命來做設計,
為生命來做設計。 -
10:07 - 10:11包裝、時尚、鞋子、家具、建築——
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10:11 - 10:16生物製造的產品可以
更接近需求的核心, -
10:16 - 10:20用當地的資源,
減少需要的土地、能源, -
10:20 - 10:24甚至利用工業廢棄物流。
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10:25 - 10:29以前,生物科技的工具
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10:29 - 10:33是強大的跨國化學和生物科技企業
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10:33 - 10:36才能所獨享。
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10:36 - 10:40在上個世紀,我們本來期望杜邦、
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10:40 - 10:45陶氏化工、巴斯夫這類企業
會做出材料創新。 -
10:45 - 10:50但引領這個二十一世紀材料革命的
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10:50 - 10:54卻是只有小團隊
和有限資本的新創公司。 -
10:55 - 10:59順道一提,這些公司的創辦人
還不見得有科學學位。 -
10:59 - 11:03創辦人中也有藝術家、
建築師,和設計師。 -
11:05 - 11:08已經有超過十億美金被投入到
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11:08 - 11:12新創公司的生物製造消費產品。
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11:13 - 11:18我認為,我們唯一的選擇
就是用生物製造我們的未來。 -
11:19 - 11:22從你穿的外套,到你坐的椅子,
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11:22 - 11:24到你居住的家,
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11:24 - 11:28這個設計材料的世界不該損害
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11:28 - 11:31你或我們星球的健康。
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11:32 - 11:34如果材料無法回收,
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11:34 - 11:36或無法在家中自然形成堆肥,
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11:36 - 11:38我們就該拒絕它。
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11:38 - 11:43我致力要讓這個未來成真,
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11:43 - 11:46我做的是讓現今已經
在進行的不凡努力 -
11:46 - 11:48能被更多人知道,
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11:48 - 11:52並促進設計師、科學家、投資者,
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11:52 - 11:55和品牌之間進行更多的互動。
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11:56 - 11:59因為我們需要材料革命,
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11:59 - 12:00且現在就需要。
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12:01 - 12:02謝謝。
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12:02 - 12:07(掌聲)
- Title:
- 為什麼「生物製造」是下一個工業革命?
- Speaker:
- 蘇珊·李
- Description:
-
如果我們能從微生物「培養」出衣服、從活機體培養出家具以及具有樹皮外表的建築物,會是怎樣的光景?TED 研究員蘇珊·李分享了生物製造領域中讓人興奮的發展,並說明它如何能協助我們用永續、環保的替代方案來取代廢棄物的主要來源,如塑膠和水泥。
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 12:20
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