Fiorenzo Omenetto: Svila, drevni materijal budućnosti

Fiorenzo Omenetto dijeli s nama 20plus zapanjujućih novih upotreba svile, jednog od najelegantnijih materijala prirode -- u prenošenju svijetla, poboljšanju održivosti, dodavanju nove čvrstoće i pomicanju medicinskih granica. Na pozornici prikazuje nekoliko intrigantnih predmeta koji su napravljeni pomoću te svestrane stvari.

Hvala vam.

Uzbuđen sam što sam ovdje.

Pričat ću o novom starom materijalu

koji nas nastavlja očaravati,

i koji bi mogao utjecati na naš način razmišljanja

o materijalnoj znanosti, visokoj tehnologiji --

i možda, u isto vrijeme,

mogao bi učiniti neke stvari za medicinu i globalno zdravlje te pomoći oko pošumljivanja.

Dakle, to je odvažna izjava.

Reći ću vam nešto više.

Ovaj materijal ima zapravo neka svojstva koja ga čine gotovo predobrim da bi bio istinit.

Održiv je; to je održiv materijal

koji je sav procesuiran u vodi i na sobnoj temperaturi --

i razgradljiv je,

pa zato možete promatrati kako se istovremeno topi u čaši vode

ili može biti stabilan godinama.

Jestiv je, može se implantirati u ljudsko tijelo

bez uzrokovanja ikakvog imunološkog odgovora.

Zapravo se reintegrira u tijelu.

Tehnološki je,

stoga može raditi stvari poput mikroelektronike,

i možda može raditi fotoniku.

A materijal

izgleda nešto nalik ovome.

Zapravo, ovaj materijal koji vidite je jasan i transparentan.

Komponente ovog materijala su samo voda i protein.

Dakle, ovaj materijal je svila.

Dakle, malo je drugačiji

od onoga što smo navikli misliti o svili.

Dakle, postavlja se pitanje, kako ponovno izumiti nešto

što je prisutno već pet tisućljeća?

Proces otkrića je, generalno, inspiriran prirodom.

I tako se mi čudimo svilenim bubama --

svilenoj bubi koju vidite ovdje kako vrti svoja vlakna.

Svilena buba čini nevjerojatnu stvar:

koristi ova dva sastojka, protein i vodu,

koji se nalaze u njezinim žlijezdama,

kako bi proizvela materijal koji je naročito čvrst za zaštitu --

dakle, usporediv s tehničkim vlaknima

poput Kevlara.

I dakle, u tom procesu obrnutog inžinjeringa

o kojem znamo,

i s kojim smo upoznati,

za tekstilnu industriju,

tekstilna industrija ide i odmota čahuru

i zatim tka glamurozne stvari.

Mi želimo znati kako idemo od vode i proteina

ka tom tekućem Kevlaru, ka tom prirodnom Kevlaru.

Dakle, uvid

je kako zapravo postići obrnuti inžinjering toga

i ići od čahure prema žlijezdi

i dobiti vodu i protein koji su naši početni materijali.

A to je uvid

koji je došao prije dva desetljeća

od osobe s kojom imam veliku sreću što radim,

Davida Kaplana.

I tako smo dobili taj početni materijal.

I tako je taj početni materijal osnovni građevni blok.

I zatim to koristimo kako bi napravili mnoštvo stvari --

kao na primjer, film.

I uzimamo prednost nečega što je vrlo jednostavno.

Recept izrade tih filmova

je uzeti prednost činjenice

kako su proteini užasno pametni oko toga što rade.

Oni pronađu svoj način da se sami sastave.

Dakle, recept je jednostavan: uzmete otopinu svile, izlijete je,

i čekate da se proteini sami sastave.

I zatim odvojite protein i dobijete ovaj film,

kako proteini pronađu jedan drugoga kako [voda ispari.]

Ali spomenuo sam kako je i film tehnološki.

I što zapravo to znači?

To znači kako ga možete spojiti

s nekim stvarima koje su tipične za tehnologiju,

poput mikroelektronike i nanotehnologije.

A prikaz DVD-a ovdje

je samo kako bi se ilustrirala poanta

kako svila vrlo suptilno slijedi topografije na površini,

što znači kako one mogu replicirati osobine na nano razini.

Dakle, mogla bi replicirati informaciju

koja se nalazi na DVD-u.

I možemo pohraniti informaciju koja je film s vodom i proteinom.

Stoga smo nešto pokušali, i napisali smo poruku na komadu svile,

koji se nalazi upravo ovdje, a poruka je ovdje.

I nalik na DVD, i ovdje je možete pročitati optičkim putem.

A to zahtjeva stabilnu ruku,

i zato sam odlučio kako ću to napraviti na pozornici ispred tisuću ljudi.

Dakle, da vidim.

Dakle, kao što vidite, film postaje transparentan ovdje,

i zatim...

(Pljesak)

A najzadivljujuća osobina

je da je moja ruka zapravo ostala mirna dovoljno dugo da to napravim.

Dakle, jednom kada imate ta svojstva

tog materijala,

tada možete raditi mnogo stvari.

Nije zapravo ograničeno na filmove.

I stoga materijal može poprimiti mnogo formata.

I zatim malo poludite, i napravite mnoštvo optičkih komponenti

ili napravite mikroprizmične zrake,

poput reflektivne trake koju imate na svojim tenisicama za trčanje.

Ili možete učiniti prekrasne stvari

koje, ako ih kamera može uhvatiti, možete izraditi.

Možete dodati treću dimenziju filmu.

A ako je kut dobar,

možete zapravo vidjeti hologram kako se pojavljuje u obliku svile.

Ali možete učiniti druge stvari.

Možete zamisliti da tada možda koristite čisti protein kako bi vodili svijetlo,

i tako smo napravili optička vlakna.

Ali svila je svestrana i to ide i iznad optike.

I možete razmisliti o različitim formatima.

Dakle, ukoliko se bojite otići do doktora koji će vas ubosti iglom,

mi proizvodimo zrake mikro igle.

Ono što vidite na ekranu je ljudska vlas

suprotstavljena igli koja je načinjena od svile --

samo da vam dam osjećaj veličine.

Možete izraditi veće stvari.

Možete izraživati zupčanike i navrtnje i vijke --

koje možete kupiti u Whole Foods-u.

A zupčanici rade i pod vodom.

Dakle, možete razmišljati o opcijskim mehaničkim dijelovima.

A možda možete iskoristiti taj tekući Kevlar ukoliko trebate nešto čvrsto

kako bi nadomjestili periferne vene, na primjer,

ili možda čak cijelu kost.

I tako ovdje imate mali primjer

malene lubanje --

ono što mi zovemo mini Yorick.

(Smijeh)

Ali možete izraditi i stvari poput šalica, na primjer,

i tako, ako dodate malo zlata, ako dodate malo poluvodiča

mogli biste proizvesti senzore koji se nalaze na površini hrane.

Možete izraditi elektroničke dijelove

koji se preklapaju i umataju.

Ili ukoliko ste napredni u modi, tetovažu pomoću svilenih LED-ica.

Tu je ta svestranost, kao što vidite,

u materijalnim formatima,

koju možete raditi sa svilom.

Ali ima još nekoliko jedinstvenih osobina.

Mislim, zašto biste željeli napraviti sve te stvari?

Spomenuo sam nakratko na početku;

protein je razgradljiv i biokompatibilan.

A ovdje vidite sliku dijela tkiva.

I dakle, što to znači da je razgradljiv i biokompatibilan?

Možete ga implantirati u tijelo bez potrebe vađenja toga što je bilo implantirano.

Što znači da sve naprave koje ste prije vidjeli i svi formati,

u osnovi, mogu biti implantirani i mogu nestati.

A ono što vidite u tom dijelu tkiva,

je, zapravo, vidite reflektirajuću traku.

Dakle, prilično kao što ste vidljivi noću autu,

dolazimo do ideje da možete vidjeti, ukoliko osvjetlite tkivo,

možete vidjeti dublje dijelove tkiva

jer postoji ta reflektirajuća traka koja je napravljena od svile.

I vidite ovdje, reintegrira se u tkivo.

A reintegracija u ljudsko tijelo

nije jedina stvar.

Ali reintegracija u okoliš je važna.

Dakle, imate sat, imate protein,

i sada svilena šalica poput ove

može biti bačena bez osjećaja krivice.

(Pljesak)

Za razliku od šalica od polistirena

koje, nažalost, svakodnevno pune naša odlagališta.

Jestiva je,

stoga je možete pametno upakirati oko hrane

tako da je možete kuhati zajedno s hranom.

Nema dobar okus,

stoga će mi oko toga biti potrebna pomoć.

Ali vjerojatno najupečatljivija stvar je da zatvara puni krug.

Svila, tijekom svog procesa samo-sastavljanja,

djeluje poput čahure za biološku tvar.

I ako promijenite recept,

i dodate stvari kada je izlijete --

dakle, dodate stvari vašoj tekućoj svilenoj otopini --

a te stvari su enzimi

ili antitijela ili cjepiva,

proces samo-sastavljanja

očuva biološku funkciju tih primjesa.

Dakle, čini materijale ekološki aktivnima

i stvara interakciju.

Dakle, onaj izvijač o kojem ste razmišljali prije

može se zapravo iskoristiti

da se zašarafi kost zajedno -- polomljena kost da se spoji --

i da dostavi lijekove u isto vrijeme,

kada se vaša kost oporavlja, na primjer.

Ili biste mogli staviti svoje lijekove u svoj novčanik a ne u svoj frižider.

Dakle, proizveli smo svilenu karticu

koja u sebi sadrži penicilin.

I pohranili smo penicilin na 60 stupnjeva C,

dakle 140 stupnjeva Fahrenheit-a,

na dva mjeseca bez gubitka učinkovitosti penicilina.

I tako bi to mogla biti --

(Pljesak)

to bi potencijalno mogla biti dobra alternativa

ohlađenim devama na solarnu energiju.

I naravno, nema smisla u pohrani ukoliko je ne možete koristiti.

I tako postoji još jedno jedinstveno svojstvo materijala

koje ti materijali imaju, a to je da se oni programski razgrađuju.

I ono što vidite je razlika.

Na vrhu, imate film koji je programiran da se ne razgradi,

na na dnu imate film koji je programiran da se razgradi u vodi.

I kao što možete vidjeti da film na dnu

ispušta ono što se nalazi unutar njega.

Dakle, dopušta dobivanje natrag onoga što smo prije pohranili.

I stoga to dozvoljava kontrolirano doziranje lijekova

i reintegraciju u okoliš

svih tih materijala koje ste vidjeli.

Dakle, nit otkrića koju imamo doista je nit.

Očarani smo tom idejom da štogod željeli učiniti,

želite li zamijeniti venu ili kost,

ili možda biti održiviji u mikroelektronici,

možda popiti kavu u šalici

i baciti je bez osjećaja krivice,

možda nositi svoje lijekove u svom džepu,

dozirati ih unutar svog tijela

ili ih dostaviti preko cijele pustinje,

odgovor može biti u niti svile.

Hvala vam.

(Pljesak)