Hvala.
Zelo sem vesel, da sem tu.
Govoril bom o novi stari snovi,
ki nas še vedno preseneča
in hkrati lahko vpliva na naš način razmišljanja o
znanosti o materialih in visoki tehnologiji,
obenem pa prispeva k medicini,
svetovnemu zdravju in pogozdovanju.
To je precej drzna trditev.
Naj vam pojasnim.
Nekatere značilnosti te snovi so skoraj predobre, da bi bile resnične.
Je obstojna, za obdelavo potrebuje le
vodo in sobno temperaturo,
lahko jo programiramo za biološki razkroj,
tako lahko opazujete, kako se razgradi v kozarcu vode
ali pa jo hranite leta dolgo.
Je užitna, lahko se jo vstavi v človeško telo,
ne da bi se imunski sistem na to odzval.
Pravzaprav se v telo uspešno vključi.
Prav tako je tehnološko uporabna,
na primer v mikroelektroniki
ali celo fotoniki.
Ta snov
je videti nekako tako.
Kar vidite, je brezbarvno in prozorno.
Snov pa sestavljajo le voda in beljakovine.
Ta snov je svila.
Je nekoliko drugačna od tiste,
ki si jo ponavadi predstavljamo.
Vprašanje je torej, kako ponovno odkriti nekaj,
kar je v uporabi že pet tisočletij?
Postopek odkrivanja je v splošnem navdahnjen z naravo.
Nas so navdušile sviloprejke,
ta na sliki prede svileno nit.
Te gosenice delajo nekaj izjemnega:
z le dvema sestavinama, beljakovinami in vodo
v svojih žlezah proizvajajo snov,
ki je izjemno odporna kot zaščita
in tako primerljiva s tehničnimi vlakni,
kot so vlakna kevlar.
Šli smo v obratni smeri postopka,
kot ga poznamo
in smo ga vajeni
v tekstilni industriji,
namreč odvijanja kokonov
in tkanja čudovitih stvari.
Zanima nas, kako iz vode in beljakovin
proizvesti ta tekoča, naravna kevlar vlakna.
Spoznavamo torej,
kakšen je obraten postopek nastajanja te snovi,
kakšna je pot od kokona do žleze
in začetnih dveh gradnikov, vode in beljakovin.
To raziskovanje se je začelo
pred dvema desetletjema z osebo,
s katero sem imel čast sodelovati,
Davidom Kaplanom.
Prišla sva do začetne snovi,
ki predstavlja osnovni gradnik.
Z njo sva potem ustvarila mnogo stvari,
tudi tak film.
Uporabila sva nekaj zelo preprostega.
Pri ustvarjanju takih filmov
se poslužujemo dejstva,
da beljakovine delujejo izjemno pametno.
Najdejo način samozdruževanja.
Recept je torej preprost: raztopino svile zlijemo
in počakamo, da se beljakovine same združijo.
Ko jih ločimo od površine, dobimo tak film,
saj se združijo, ko voda izhlapi.
Omenil sem, da je to tudi tehnološka snov.
Kaj to pomeni?
Pomeni, da jo lahko uporabite
v tipično tehnološke namene,
na primer v mikrelektroniki in nanotehnologiji.
DVD na sliki
le ponazarja,
da svila sledi komaj zaznavnim sledem na površini,
kar pomeni, da lahko posnema tudi obrise v nano obsegu.
Torej bi lahko kopirala
podatke na DVD-ju.
Podatke lahko shranimo tudi na filmu iz vode in beljakovin.
Poskusili smo napisati sporočilo na kos svile,
ki ga imam tu, na njem pa je sporočilo.
Tako kot pri DVD-ju, ga lahko optično odčitate.
To zahteva mirno roko,
zato sem se to odločil narediti na odru pred tisočglavo množico.
Poskusimo.
Kot vidite, posvetimo skozi prozorno plast
in ...
(Aplavz)
Pri tem je najbolj neverjetno to,
da sem ohranil dovolj mirno roko, da sem to prikazal.
Ko torej poznate
lastnosti te snovi,
lahko naredite veliko stvari.
Uporaba ni omejena le na film.
Snov lahko zavzame mnogo oblik.
Nato dobite nekaj norih idej in ustvarite
razne optične komponente ali mikroprizme,
kot so v odsevnem traku na tekaških copatih.
Lahko ustvarite čudovite stvari,
ki, če lahko kamera približa, nastanejo v svili.
Prozorni plasti lahko dodate tretjo dimenzijo.
Ob pravem kotu lahko dobesedno
vidite hologram na tem svilenem filmu.
Naredite pa lahko še marsikaj drugega.
Lahko si zamislite, da lahko s čisto beljakovino usmerjate svetlobo,
in tako smo ustvarili optična vlakna.
Svila je vsestranska in njena uporaba presega optiko.
Lahko si zamislite različne oblike in velikosti.
Če se, na primer, pri zdravniku bojite vboda igle,
ustvarimo vrsto mikroigel.
Na sliki vidite človeški las
poleg igle, narejene iz svile,
da dobite občutek velikosti.
Lahko pa ustvarite tudi večje stvari.
To so lahko zobniki, matice in vijaki,
ki jih kupite v trgovini z naravnimi in organskimi izdelki.
Taki zobniki delujejo tudi v vodi.
To so torej alternativni strojni deli.
Ta tekoča kevlar vlakna lahko uporabite za nekaj močnega,
če potrebujete novo stransko žilo, na primer,
ali pa kar celo kost.
Tu imamo tudi primer
majhne lobanje,
pravimo ji mali Yorick.
(Smeh)
Iz svile lahko naredite tudi lončke.
In če ji dodate nekaj zlata ali drugih polprevodnikov,
lahko naredite senzorje, ki jih prilepite na živila.
Naredite lahko elektronske dele,
ki se pregibajo in zvijajo.
Za modno ozaveščene pa so tu LED tatuji na svili.
Svila je torej
široko uporabna
v materialnih oblikah.
Ima pa še druge enkratne lastnosti.
Zakaj bi namreč želeli vse te stvari uresničiti?
Na začetku sem omenil razlog:
beljakovine so biološko razgradljive in združljive.
Tu vidite del tkiva.
Kaj sta biološka razgradljivost in združljivost?
Svilo lahko vstavite v telo, ne da bi jo bilo potrebno odstranjevati.
To pomeni, da se vsi predmeti različnih oblik, ki ste jih videli,
načeloma lahko vgradijo v telo in izginejo.
V tem delu tkiva
pravzaprav vidite odsevni trak.
Tako kot vas ponoči opazi voznik avtomobila,
lahko tudi pri osvetljenem tkivu
vidimo njegove globlje delce,
saj je ta odsevni trak narejen iz svile.
Kot vidite, se lepo vklopi v tkivo.
Možnost vnosa v človeško telo
pa ni edina,
pomembna je tudi združljivost z okoljem.
Beljakovino programiramo za razkroj,
zato lahko tak svilen kozarec
odvržemo brez slabe vesti,
(Aplavz)
za razliko od plastičnih, ki na žalost
dnevno polnijo odlagališča odpadkov.
Svila je tudi užitna, zato lahko ustvarimo
pametno embalažo za živila,
ki se skuha skupaj z njimi.
Ni pa najboljšega okusa,
za kar bom še potreboval pomoč.
Verjetno najbolj izjemno pri tem je, da gre za sklenjen krog.
Svila se v postopku samoporazdelitve beljakovin
obnaša kot kokon za biološko snov.
Če torej spremenite recept
in pri vlivanju k svileni raztopini
vmešate dodatke,
kot so encimi,
protitelesa ali cepiva,
postopek samorazporeditve
ohrani biološko funkcijo teh vnešenih dopantov.
Snovi torej naredi okoljsko aktivne
in interaktivne.
Z vijakom, kot smo ga videli prej,
lahko privijemo skupaj
zlomljeno kost,
hkrati pa še dodamo zdravila
za čas okrevanja in celjenja.
Zdravila lahko tudi hranimo v denarnici in ne v hladilniku.
Naredili smo svileno kartico
z vsebovanim penicilinom.
Dva meseca smo jo
hranili pri 60°C in ugotovili,
da ne pride do zmanjšane učinkovitosti penicilina.
To bi lahko torej bila
(Aplavz)
dobra alternativa hladilnim sistemom
na sončne celice v kameljem transportu. (Smeh)
Seveda pa shranjevanje nima smisla, če stvar ni uporabna.
Tu je še ena edinstvena lastnost te snovi,
namreč možnost programiranega razkroja.
Tu vidimo razliko.
Na vrhu je prevleka, programirana tako, da se ne razgradi.
Na dnu pa prevleka, programirana za razkroj v vodi.
Vidite, kako spodnja svilena prevleka
sprosti dodatke, ki jih vsebuje.
Omogoča torej aktivacijo shranjene snovi
in s tem nadzorovan vnos zdravil,
hkrati pa razgradljivost v okolju,
in sicer v vseh oblikah, ki ste jih tu videli.
Rdeča nit odkritja je v resnici nit.
Navdušuje nas misel, da karkoli želite ustvariti,
nadomestiti žilo ali kost,
prispevati k trajnosti mikroelektronike,
piti kavo iz lončka
in ga brez slabe vesti odvreči,
v žepu nositi zdravila, ki jih potrebujete,
jih zaužiti
ali prenašati čez puščavo,
lahko odgovor najdete v svileni niti.
Hvala.
(Aplavz)