1
00:00:17,565 --> 00:00:22,866
Вы когда-нибудь задумывались,
из чего состоит яблоко?

2
00:00:24,725 --> 00:00:25,864
Нет.

3
00:00:26,728 --> 00:00:30,226
Посмотрите на своего соседа.
Из чего он сделан?

4
00:00:31,475 --> 00:00:33,478
В основном, из тех же элементов.

5
00:00:33,990 --> 00:00:36,756
Но то, как они соединены вместе,

6
00:00:36,756 --> 00:00:40,869
имеет решающее значение;
их порядок уникален.

7
00:00:41,218 --> 00:00:44,568
Я инженер-материаловед,
получивший образование в Австралии,

8
00:00:44,568 --> 00:00:47,500
и я смотрю на материалы —
я смотрю на детали материалов,

9
00:00:47,500 --> 00:00:51,175
смотрю на их состав,
смотрю на их композицию.

10
00:00:52,425 --> 00:00:54,515
Композиция важна.

11
00:00:55,525 --> 00:00:59,825
Вы знаете поговорку:
«Бриллианты — лучшие друзья девушек».

12
00:01:00,775 --> 00:01:07,232
А лучшие друзья
инженера-материаловеда — кристаллы.

13
00:01:07,725 --> 00:01:12,387
В кристаллах порядок
выражен самой природой.

14
00:01:13,448 --> 00:01:16,893
Кристаллы важны в нашей ежедневной жизни.

15
00:01:17,763 --> 00:01:20,518
Подумайте, где мы видим кристаллы.

16
00:01:20,518 --> 00:01:22,727
Каждый из нас носит кристаллы.

17
00:01:23,867 --> 00:01:29,036
Один пример — мобильный телефон:
кристалл кремния.

18
00:01:29,856 --> 00:01:34,326
Другой — абразивы
для обработки компонентов.

19
00:01:34,326 --> 00:01:38,901
Мы использовали один кристалл,
когда мы летели.

20
00:01:38,901 --> 00:01:41,147
В самом деле, нам следует
быть им благодарны:

21
00:01:41,147 --> 00:01:45,085
они в лопатках турбин
реактивного самолёта.

22
00:01:45,935 --> 00:01:48,484
Кристаллы повсюду.

23
00:01:48,794 --> 00:01:51,228
Кристаллы также есть в мороженом.

24
00:01:52,348 --> 00:01:56,145
Двадцать лет назад я вошёл
в гастрономический мир.

25
00:01:56,795 --> 00:02:02,748
И там я увидел важность порядка —

26
00:02:03,506 --> 00:02:04,740
в мороженом.

27
00:02:06,870 --> 00:02:09,329
Я принёс науку на кухню.

28
00:02:11,199 --> 00:02:15,619
Как инженеры мы всегда пытаемся понять,
как применить то, что мы изучили.

29
00:02:16,116 --> 00:02:18,509
Так что я хочу поделиться с вами
моим открытием

30
00:02:18,509 --> 00:02:24,451
о прекрасном лакомстве,
для которого важна структура.

31
00:02:28,102 --> 00:02:30,711
Вы недавно ели мороженое?

32
00:02:32,981 --> 00:02:36,203
Сколько человек задумывались
о структуре мороженого?

33
00:02:37,163 --> 00:02:39,662
Хорошо, пара человек вон там.

34
00:02:40,293 --> 00:02:43,689
Ладно, ну а десерты с мороженым?

35
00:02:44,549 --> 00:02:47,629
Состав может быть похожим,

36
00:02:47,629 --> 00:02:49,708
а структура — разной.

37
00:02:49,708 --> 00:02:51,597
Существуют две крайности.

38
00:02:51,597 --> 00:02:55,542
Есть Ben & Jerry’s —
кому нравится Ben & Jerry’s?

39
00:02:58,432 --> 00:03:00,515
Ben & Jerry’s с одной стороны.

40
00:03:00,515 --> 00:03:04,024
В середине у нас
мороженое из супермаркета.

41
00:03:04,584 --> 00:03:06,075
И в конце —

42
00:03:07,485 --> 00:03:11,415
я не мог устоять, мне пришлось
сделать собственное джелато.

43
00:03:11,415 --> 00:03:12,653
(Смех)

44
00:03:12,653 --> 00:03:14,965
Так что я добавил и его тоже.

45
00:03:15,814 --> 00:03:18,960
Я хочу подчеркнуть важность структуры.

46
00:03:18,960 --> 00:03:23,262
В первом сценарии у нас Ben & Jerry’s.

47
00:03:23,262 --> 00:03:29,763
В нём много прекрасных ингредиентов —
сливки, сахар, яйца,

48
00:03:29,973 --> 00:03:31,884
у него отличный вкус и оно очень сытное.

49
00:03:31,884 --> 00:03:36,163
Оно плотное. Оно твёрдое.
Оно насыщенное. Его сложно зачерпнуть.

50
00:03:36,163 --> 00:03:40,364
Поэтому для его сервировки
используется специальная ложка.

51
00:03:40,364 --> 00:03:44,405
В нём 7–8% жирности; я же сказал вам,
что в нём масса добродетелей.

52
00:03:44,405 --> 00:03:45,621
(Смех)

53
00:03:45,621 --> 00:03:51,428
В нём также множество добавок:
орехи, шоколад, печенье, фруктовые пюре.

54
00:03:51,428 --> 00:03:54,306
Они не ограничивают свою
фантазию в этом мороженом.

55
00:03:54,466 --> 00:03:58,585
Внутри него очень мало структуры,
так что давайте отложим его на минуту.

56
00:04:01,205 --> 00:04:03,417
Следующее — мороженое из супермаркета.

57
00:04:03,417 --> 00:04:07,080
В нём больше структуры.

58
00:04:07,080 --> 00:04:11,165
Оно проще; его легче есть; оно мягче.

59
00:04:11,165 --> 00:04:14,942
Оно наполовину состоит из воздуха.

60
00:04:15,402 --> 00:04:18,676
Воздух — часть этого мороженого.

61
00:04:19,136 --> 00:04:21,846
Однако воздух делает его вкус
менее выразительным,

62
00:04:21,846 --> 00:04:28,835
и поэтому обычно вы используете
какой-нибудь ароматизатор.

63
00:04:29,406 --> 00:04:34,107
Итак, ингредиенты качеством ниже,
но имеется некая структура.

64
00:04:34,887 --> 00:04:39,419
И, наконец, структура преобладает
в джелато — итальянском мороженом.

65
00:04:40,556 --> 00:04:43,600
Оно имеет богатый вкус,
роскошную структуру.

66
00:04:43,600 --> 00:04:45,635
Оно завершает ваш гастрономический опыт.

67
00:04:45,635 --> 00:04:49,835
Я почти могу почувствовать его запах,
стоя здесь; оно выпрыгивает из контейнера.

68
00:04:49,835 --> 00:04:54,475
И вы всегда говорите, чтобы добавили
больше натуральных ингредиентов.

69
00:04:54,475 --> 00:04:57,389
Натуральные ингредиенты
остаются у вас во рту,

70
00:04:57,389 --> 00:04:59,464
и вы можете чувствовать вкус

71
00:04:59,464 --> 00:05:03,200
от 5 до 10 секунд после того,
как оно растает у вас во рту.

72
00:05:03,960 --> 00:05:05,471
В нём меньше жира.

73
00:05:05,471 --> 00:05:10,892
Если бы оно было на основе сливок,
типичная жирность была бы около 7%.

74
00:05:11,712 --> 00:05:17,760
Итак, в структуре меньше воздуха,
мороженое мягче и тает у вас во рту.

75
00:05:17,760 --> 00:05:21,326
Посмотрите, как легко
зачерпнуть его ложкой.

76
00:05:22,326 --> 00:05:23,636
Нет.

77
00:05:23,636 --> 00:05:25,118
У меня нет рожка.

78
00:05:25,388 --> 00:05:27,691
Хорошо, положу его на место.

79
00:05:33,911 --> 00:05:35,770
Но там есть что оптимизировать:

80
00:05:35,940 --> 00:05:37,310
кристаллы.

81
00:05:37,310 --> 00:05:40,489
Здесь мы можем подумать
о форме кристаллов.

82
00:05:42,459 --> 00:05:45,657
Мы можем использовать кристаллы
для создания более крупных объектов.

83
00:05:45,667 --> 00:05:50,758
Расположение этих кристаллов
определяет свойства конечного продукта.

84
00:05:51,278 --> 00:05:56,313
В лаборатории университета
я создаю синтетические материалы.

85
00:05:56,313 --> 00:05:58,252
На самом деле я выращиваю кристаллы —

86
00:05:58,252 --> 00:06:01,125
я выращиваю кристаллы
определённого состава.

87
00:06:01,315 --> 00:06:06,683
И пытаюсь получить определённые кристаллы,
которые могут хорошо встроиться в кость.

88
00:06:06,943 --> 00:06:10,601
Кость — естественная
композиция материалов,

89
00:06:10,601 --> 00:06:13,920
и её структура улучшает её свойства.

90
00:06:21,030 --> 00:06:25,883
Вы можете удивиться,
но кости тоже содержат кристаллы.

91
00:06:26,502 --> 00:06:30,532
Это длинные кристаллы.
Они связаны с коллагеном,

92
00:06:30,532 --> 00:06:33,943
и это обеспечивает
хорошие механические свойства.

93
00:06:33,943 --> 00:06:37,903
Сила скрыта в том,
как они собраны вместе.

94
00:06:37,903 --> 00:06:39,864
Это не просто смесь.

95
00:06:39,864 --> 00:06:43,826
Кристаллы упорядочены
на различных уровнях.

96
00:06:43,826 --> 00:06:50,830
На левом снимке есть
маленькие серые кристаллы.

97
00:06:51,210 --> 00:06:54,056
Все они ориентированы в одном направлении,

98
00:06:54,056 --> 00:06:59,074
и между ними — молекулы коллагена.

99
00:06:59,074 --> 00:07:01,785
Это простейший строительный блок.

100
00:07:01,785 --> 00:07:04,964
Они в большом количестве
находятся внутри фибрилов,

101
00:07:04,964 --> 00:07:10,728
фибрилы внутри цилиндра,
и из последних состоит волокно.

102
00:07:10,728 --> 00:07:14,123
Вы можете видеть, в каком
порядке всё построено.

103
00:07:14,123 --> 00:07:16,688
Эти волокна соединяются в слои.

104
00:07:16,688 --> 00:07:20,707
Вы можете видеть ориентацию
волокон в разных слоях.

105
00:07:21,007 --> 00:07:23,731
Именно это расположение,

106
00:07:23,731 --> 00:07:28,939
этот порядок обеспечивает
удивительные механические свойства.

107
00:07:28,939 --> 00:07:30,548
Подумайте о новорождённых:

108
00:07:30,548 --> 00:07:34,109
они могут падать очень свободно;
их кости не ломаются.

109
00:07:34,859 --> 00:07:37,679
У них очень, очень прочные кости.

110
00:07:37,679 --> 00:07:41,668
Итак, порядок также важен
внутри синтетических материалов.

111
00:07:41,668 --> 00:07:45,237
Мы синтезируем кристаллы.

112
00:07:45,657 --> 00:07:47,564
Можно сделать покрытие

113
00:07:47,564 --> 00:07:52,294
и нанеси его на протез бедра.

114
00:07:52,294 --> 00:07:56,165
Эти типы протезов можно купить.

115
00:07:57,335 --> 00:08:01,518
Хорошо, что композиция кости и кристалла

116
00:08:01,828 --> 00:08:07,449
напоминает то, что уже есть в природе,
поэтому она уже биосовместима.

117
00:08:07,449 --> 00:08:13,140
Она хорошо работает в протезах
и интегрируется с костью.

118
00:08:13,450 --> 00:08:17,872
Однако есть проблема: внутри неё
кристаллы ориентированы случайно.

119
00:08:18,192 --> 00:08:21,008
Кость вырастает до поверхности протеза,

120
00:08:21,008 --> 00:08:23,961
и протез интегрируется в кость,

121
00:08:23,961 --> 00:08:25,889
но можно сделать гораздо больше.

122
00:08:25,889 --> 00:08:28,609
Мы можем контролировать форму кристаллов.

123
00:08:28,609 --> 00:08:31,429
Видите, это длинный шестигранный кристалл.

124
00:08:31,759 --> 00:08:35,797
Мы также можем расположить эти кристаллы

125
00:08:35,797 --> 00:08:39,130
практически в том же порядке,
который наблюдаем в кости,

126
00:08:39,130 --> 00:08:44,799
и потом поместить их в покрытие протеза.

127
00:08:44,799 --> 00:08:46,855
Моя команда потратила около 10 лет,

128
00:08:46,855 --> 00:08:51,247
изучая порядок этих костных кристаллов.

129
00:08:51,967 --> 00:08:58,583
Костные кристаллы содержат ионы кальция,
ионы фосфатов и гидроксильные ионы —

130
00:08:58,583 --> 00:09:01,857
те же молекулы, которые
мы нашли в мороженом.

131
00:09:02,557 --> 00:09:04,028
У этих молекул

132
00:09:05,758 --> 00:09:09,788
есть электрические полюса, так что
их можно сравнить с батарейкой.

133
00:09:10,628 --> 00:09:15,025
С одной стороны, где гидроксильный ион,
у вас положительный заряд.

134
00:09:15,025 --> 00:09:17,105
С другой стороны, где кислород, —

135
00:09:17,105 --> 00:09:19,016
отрицательный заряд.

136
00:09:19,706 --> 00:09:23,743
Они обычно случайно
ориентированы в покрытиях,

137
00:09:23,743 --> 00:09:28,396
но можем ли мы их упорядочить?

138
00:09:28,546 --> 00:09:31,685
Например, взглянем на хор.

139
00:09:33,165 --> 00:09:34,467
Вот он!

140
00:09:34,467 --> 00:09:37,437
Все они упорядочены;
все они смотрят на дирижёра.

141
00:09:37,437 --> 00:09:39,798
Мы знаем, что можем ожидать
хороший результат.

142
00:09:39,798 --> 00:09:41,877
Если бы они смотрели
каждый в свою сторону,

143
00:09:41,877 --> 00:09:43,846
это было бы довольно дезорганизовано.

144
00:09:43,846 --> 00:09:47,226
Но раз все они смотрят на дирижёра,

145
00:09:47,796 --> 00:09:51,727
вы получаете самую большую громкость
и лучший звуковой эффект.

146
00:09:51,727 --> 00:09:53,217
Подобным образом,

147
00:09:53,787 --> 00:09:56,067
возвращаясь к нашим гидроксильным ионам,

148
00:09:56,067 --> 00:09:59,286
мы можем подумать об упорядочении
этих гидроксильных ионов

149
00:09:59,286 --> 00:10:01,775
в структуре кристалла.

150
00:10:03,045 --> 00:10:06,753
И если мы сможем упорядочить
все эти гидроксильные ионы,

151
00:10:06,753 --> 00:10:08,706
посмотрите на правую картинку,

152
00:10:08,706 --> 00:10:12,387
вы можете увидеть позитивную
верхнюю сторону, негативную нижнюю,

153
00:10:12,387 --> 00:10:15,138
тогда вы сможете создать
электрический заряд

154
00:10:15,138 --> 00:10:17,385
на конце кристалла,

155
00:10:17,385 --> 00:10:18,527
в этом случае —

156
00:10:18,527 --> 00:10:21,247
на поверхности покрытия.

157
00:10:21,247 --> 00:10:24,597
И таким образом мы можем
улучшить его свойства.

158
00:10:24,597 --> 00:10:29,759
Исследования показали, что клетки кости
любят расти к такому типу поверхности,

159
00:10:29,759 --> 00:10:31,954
и кость растёт намного активней.

160
00:10:31,954 --> 00:10:34,468
То есть мы увеличили ценность материала

161
00:10:34,468 --> 00:10:38,516
просто играясь с зарядом.

162
00:10:38,516 --> 00:10:42,358
Но мы можем сделать больше,
упорядочив эти гидроксильные группы.

163
00:10:42,358 --> 00:10:44,568
Мы можем увеличить ценность материала,

164
00:10:44,568 --> 00:10:48,253
изменяя форму кристалла,
ориентацию кристаллов

165
00:10:48,253 --> 00:10:51,994
и ориентацию этих гидроксильных ионов.

166
00:10:52,344 --> 00:10:56,968
И мы можем ожидать от этих улучшенных
имплантов улучшенное качество жизни.

167
00:10:57,258 --> 00:11:01,967
Я и мои коллеги
надеемся увидеть это будущее.

168
00:11:03,197 --> 00:11:07,179
Итак, я показал вам, как материалы
влияют на наше тело

169
00:11:07,709 --> 00:11:12,439
в пище, в тканях, а также в имплантах.

170
00:11:12,899 --> 00:11:14,996
Запомните:

171
00:11:15,486 --> 00:11:18,267
смотрите не только на состав,

172
00:11:18,267 --> 00:11:22,390
но смотрите на порядок,
композицию и структуру.

173
00:11:22,390 --> 00:11:24,987
Это улучшит результат.

174
00:11:24,987 --> 00:11:26,227
Благодарю вас.

175
00:11:26,227 --> 00:11:27,799
(Аплодисменты)