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フィオレンゾ・オメネト 「絹―歴史ある、未来の素材」

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    ありがとう
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    ここに来れてうれしいです
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    古くて新しい素材についてお話します
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    私たちを驚嘆させ続けていて
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    材料科学や高度技術に対する
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    考え方に影響を与えるかもしれない素材です
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    今後もしかすると 医学や
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    世界的保健や森林再生にも貢献するかもしれません
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    少し大胆な発言ですね
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    もう少しお話しましょう
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    この素材は実際信じられない特性を備えています
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    素材は持続可能で
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    全ての加工は常温の水の中でされます
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    時間設定した生分解ができ
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    コップの水に瞬時に溶けるようにも
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    何年も変化しないようにもできます
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    食べることもでき 免疫反応を起こさず
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    人体に埋め込むこともできます
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    実際 身体と一体化してしまいます
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    技術的な特性もあるので
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    ミクロ電子工学にも使え
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    光通信学的なこともできそうです
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    その素材は
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    このようなものです
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    見たとおり この素材は透明です
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    構成要素は水分とタンパク質のみです
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    この素材は絹でできています
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    なじみのある絹とは
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    少し違います
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    では５千年の歴史があるものを
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    どうやって作り変えるのか？
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    発見過程とは概して自然からヒントを得るものです
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    そこで蚕の興味を向けます
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    この蚕は繊維を紡いでいるところです
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    蚕は驚くことをします
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    分泌腺から出るタンパク質と
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    水の２つの材料を使い
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    非常に耐久性のある保護素材を作るのです
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    ケブラーのような
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    工業用繊維に匹敵します
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    私たちが知っていて
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    なじみのある
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    リバースエンジニアリングで
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    繊維工業を見ると
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    繊維工業は繭をほぐして
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    華やかなものを作り出しています
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    知りたいのは どうやって水とタンパク質を
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    ケブラーの溶液 この自然ケブラーにするかです
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    実際にこれをどのように
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    リバースエンジニアして
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    繭から分泌腺へと逆行し
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    出発物質である水とタンパク質にたどり着くかです
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    これに関しては
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    私も一緒に働く光栄にあずかった
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    デイビッド・カプランという人物が
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    約20年前に解き明かしました
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    そして出発物質が得られ
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    これが基本的な構成要素に戻ります
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    そしてこれを使って様々なもの
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    例えばフィルムなどを作ります
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    非常に簡単なことを利用します
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    フィルムの作り方は
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    タンパク質に高度な特性が
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    あることを活用したものなのです
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    自己組織化ができることです
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    レシピは簡単で 絹の溶液を流し込み タンパク質が
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    自己組織化するのを待ちます
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    そして水分が蒸発しタンパク質が集合したら
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    フィルムになったタンパク質を取り外します
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    フィルムは技術的でもあると言いましたが
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    それはどういう意味か？
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    それは典型的な技術のいくつかと
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    連結できるということです
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    ミクロ電子工学やナノスケール技術などです
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    このDVDの画像は
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    絹は表面の非常に僅かな
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    起伏をたどることを説明するためで このため
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    ナノスケールで起伏を複製できるということです
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    つまりDVDに記録された
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    情報を複製できるということです
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    情報を水とタンパク質のフィルムに記録できるのです
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    試しに絹の一片にメッセージを書いてみました
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    これです メッセージはここです
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    DVDのように光学的に情報を読み取れます
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    手が震えるとダメなので
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    ステージで大勢の人たちを前にしてやれるか
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    やってみましょう
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    透明のフィルムですが
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    こうすると―
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    （拍手）
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    ここで一番すごい業は
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    やっている間 手が震えなかったことです
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    そして一旦 素材のこのような
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    特性が手に入ると
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    たくさんのことができます
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    実際フィルムに限られません
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    この素材は様々な形態にすることができます
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    ちょっと凝ったことをして 色々な光学素子や
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    ランニングシューズの反射テープのような
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    マイクロプリズムを作ったりできます
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    美しいものも作れます
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    カメラで写せますか？
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    フィルムに立体感を加えて
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    ちょうどいい角度で見ると
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    絹のフィルムにホログラムが浮かび上がります
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    他のこともでできます
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    純タンパク質で光を導くことが
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    できるかもと考え 光ファイバーも作りました
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    でも絹は万能で光学以上のことができます
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    様々な形態が考えられます
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    例えば医者に行って注射されるのが怖いなら
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    極細の針を作ればよいのです
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    画面にあるのは人間の髪の毛に
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    絹でできた針を重ね合わせたものです
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    細さが分かると思います
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    もっと大きなものも作れます
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    歯車やネジやボルト
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    これらはWhole Foodsで買うことができます
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    歯車は水中でも使用できます
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    機械の代替部品について考えると
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    ケブラーの溶液は 例えば末梢静脈や
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    骨丸ごと１本を交換する耐久性のあるものとして
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    使えるかもしれません
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    ちょっとした見本として
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    ミニチュアの頭蓋骨があります
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    ミニ・ヨリックと呼んでいます
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    （笑）
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    でも例えばカップのようなものも作れます
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    金と半導体を少し加えれば
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    食品の表面に貼り付けられるセンサーが作れます
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    折り曲げたり包んだりできる
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    電子装置も作れます
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    ファッションに敏感な人なら絹のLEDタトゥーでも
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    ご覧のとおり 絹には
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    素材形態の
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    多用途性があります
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    まだ他にも独特の特性があります
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    どうして実際にこれが役立つのか？
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    最初に少し述べましたが
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    タンパク質は生分解性や生体適合性があります
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    これは組織切片の写真です
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    生分解性と生体適合性があるから何だと言うのか？
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    身体に埋め込んだ後 取り除く必要がないということです
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    つまりお見せしたすべての装置や形態は理論上では
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    身体に埋め込まれた後 消えてしまうということです
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    この組織切片に見えるのは
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    実は反射テープです
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    車からあなたのことが見えるように
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    光を当てれば組織の奥まで見ることが
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    できるというアイデアです
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    絹でできた反射テープがあるからです
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    更にこれは組織と一体化します
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    人体と
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    一体化するだけではなく
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    環境と一体化することも重要です
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    タンパク質の時間設定をすると
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    このような絹のカップができ
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    罪悪感なしで捨てることができます
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    （拍手）
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    残念なことに埋立地に日々溜まっていく
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    発砲スチロールのカップとは違います
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    食べることもできるので
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    そのまま調理できる
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    食品用のスマート包装も作れます
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    味はよくないので
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    助けが必要なんですが
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    でも最も素晴らしい点は元に戻るということです
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    絹は自己組織化の過程で
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    生体物質の繭として機能します
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    そこでレシピを変えて
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    流し込む時に何か加え―
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    絹の溶液に何か加え
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    それが酵素であろうが
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    抗体やワクチンであろうが
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    自己組織化の過程が
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    これらのドーパントの生体機能を守ります
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    つまり素材は環境に対して活性を持つようにも
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    持たないようにもできるのです
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    先ほどお見せしたネジも
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    実際に折れた骨を
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    繋ぎ合わせるネジとして使えるのです
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    骨が治癒している間
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    同時に薬品を投与することもできます
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    要冷蔵の薬品を財布に入れておくこともできます
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    そこでペニシリンの入った
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    絹カードを作りました
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    これを２ヶ月間摂氏60度
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    つまり華氏140度で保存しましたが
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    ペニシリンの薬効は失われませんでした
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    ですからこれは―
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    （拍手）
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    これはソーラー冷蔵庫を背負った
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    ラクダより良い案かもしれません
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    もちろん使用できなければ保存の意味はありません
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    それにはもう１つの独特の素材特性があります
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    素材の分解を設定することができるのです
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    ここに見えるのがその差です
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    上は分解しないよう設定されたフィルムで
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    下は水中で分解するよう設定されたフィルムです
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    ご覧のとおり 下のフィルムは
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    中身を放出しています
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    このように保存したものを使用することができます
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    時間制御した薬品投与や
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    環境への還元も可能となります
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    見て頂いた形態のどれでも可能です
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    これらの発見を繋いでいるのは実際に糸なのです
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    静脈や骨の差し替えや もっと持続可能な
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    ミクロ電子学を行うこと
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    コーヒーを飲んだあと罪悪感なく
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    カップを捨てたり
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    薬をポケットに入れて持ち歩て
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    それをそのまま飲んだり
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    そのまま砂漠を渡って届けたり
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    したいことが何であれ 答えは絹糸に
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    あるかもしれないことには感動させられます
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    ありがとう
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    （拍手）
Title:
フィオレンゾ・オメネト 「絹―歴史ある、未来の素材」
Speaker:
Fiorenzo Omenetto
Description:

自然界で最もエレガントな素材の１つ、絹。フィオレンゾ・オメネトが、光の伝送・持続可能性の向上・耐久性の増加・医療の飛躍や限界への挑戦など、20以上の驚くべき絹の新利用法を紹介し、ステージではこの万能素材でできた品々を披露します。
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
09:20
Sawa Horibe added a translation

Japanese subtitles

Revisions

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