Fiorenzo Omenetto: Seda, o antigo material do futuro

Fiorenzo Omenetto compartilha + de 20 surpreendentes novos usos da seda, um dos materiais mais elegantes da natureza -- na transmissão da luz, aprimoramento da sustentabilidade, aumento da resistência e em incríveis avanços na área médica. No palco, ele mostra algumas coisas intrigantes feitas com o versátil material.

Obrigado.

Estou emocionado por estar aqui.

Vou falar sobre um novo antigo material

que continua a surpreender-nos,

e poderá impactar a forma como pensamos

sobre a ciência de materiais, alta tecnologia --

e, quem sabe, ao mesmo tempo,

também fazer algo pela medicina, pela saúde global e ajudar o reflorestamento.

É uma afirmação meio ousada.

Contarei um pouco mais.

Este material tem atributos que o fazem parecer muito bom para ser verdade.

É sustentável; é um material sustentável

totalmente processado em água e temperatura ambiente --

e é biodegradável, de forma programável,

pode dissolver-se instantâneamente num copo de água

ou manter-se estável por anos.

É comestível, implantável no corpo humano

sem causar qualquer reação imunológica.

Ele consegue integrar-se ao corpo.

E é tecnológico,

assim podemos fazer coisas como microeletrônicos,

e, quem sabe, fotônicos também.

O material

assemelha-se a isto.

De fato, este material é claro e transparente.

Os componentes deste material são apenas água e proteína.

Este material é seda.

É algo meio diferente

de como estamos acostumados a pensar sobre a seda.

Então a pergunta é: como se reinventa algo

que já está por aí há cinco milênios?

O processo de descoberta, geralmente, é inspirado pela natureza.

Por isso nos maravilhamos com os bichos-da-seda --

a lagarta que aqui vemos tecendo sua fibra.

O bicho-da-seda faz algo extraordinário:

ele usa estes dois ingredientes, água e proteína,

que estão em suas glândulas,

para fazer um material excepcionalmente resistente para proteção --

algo comparável às fibras tecnológicas

como o Kevlar.

Então, no processo de engenharia 'reversa'

que conhecemos,

e com o qual estamos familiarizados,

para a indústria têxtil,

a indústria têxtil desfaz o casulo

e, depois, tece peças belíssimas.

Queremos saber como se vai de água e proteína

a esse Kevlar líquido, a esse Kevlar natural.

Então a questão é

como tecnicamente inverter esse processo

e ir do casulo à glândula

e obter água e proteína que são sua matéria-prima.

E isso foi descoberto

há umas duas décadas

por uma pessoa com quem tenho a sorte de trabalhar,

David Kaplan.

Assim conseguimos este material inicial.

E este material inicial é a base de tudo.

E o usamos para fazer uma variedade de coisas --

como por exemplo, filmes.

E aproveitamos algo muito simples.

A receita para fazer esses filmes

é aproveitar o fato

de que proteínas são extremamente inteligentes no que fazem.

Elas encontram um meio de se auto-agruparem.

Por isso a receita é simples: despejamos a solução de seda,

e esperamos as proteínas se auto-agruparem.

Depois, isolamos as proteínas e conseguimos este filme,

à medida em que as proteínas se juntam ao evaporar a água.

Mas, mencionei que o filme também é tecnológico.

Então o que isso significa?

Significa que pode-se combiná-lo

com algumas dessas coisas típicas de tecnologia,

como microeletrônicos e nanotecnologia.

E a imagem deste DVD

é só para ilustrar o fato

de que a seda acompanha topografias muito sutis da superfície,

significando que ela pode reproduzir elementos em nanoescala.

Deste modo poderia reproduzir as informações

contidas no DVD.

E podemos armazenar informação que é filme com água e proteína.

Então testamos, e escrevemos uma mensagem num pedaço de seda,

que está bem aqui, e a mensagem está lá.

E assim como no DVD, pode-se fazer uma leitura óptica.

E isto requer uma mão firme,

e foi por isto que decidi fazê-lo no palco em frente de mil pessoas.

Vejamos.

Como se vê, o filme atravessa por aqui,

e então ...

(Aplausos)

E o mais incrível

é que minha mão manteve-se firme por tempo suficiente.

Então desde que se tenha os atributos

desse material,

pode-se fazer muitas coisas.

Ele realmente não se limita a filmes.

E o material pode assumir muitos formatos.

E podemos inovar, e assim fazermos diversos componentes ópticos

ou conjuntos de microprismas,

como as tiras refletivas que existem nos tênis de corrida.

Ou vocês podem fazer coisas lindas

que, se capturadas pela câmera, podemos produzir.

Vocês podem adicionar tridimensionalidade ao filme.

E se o ângulo estiver correto,

podemos ver um holograma aparecer neste filme de seda.

Mas vocês podem fazer outras coisas.

Vocês podem imaginar a utilização da proteína pura para conduzir luz,

e então criamos fibras ópticas.

Mas a seda é versátil e vai além da óptica.

E podemos pensar em diferentes formatos.

Por exemplo, se tiver medo de ir ao médico e tomar uma injeção,

podemos fazer conjuntos de microagulhas.

O que vocês vêem na tela é um cabelo humano

comparado a uma agulha feita de seda --

só para terem idéia do tamanho.

Podemos fazer coisas maiores.

Podemos fazer engrenagens, porcas e parafusos --

que se compra no "Whole Foods".

E as engrenagens funcionam na água também.

Podemos pensar em peças mecânicas alternativas.

E talvez possamos usar o Kevlar líquido se precisarmos de algo resistente

para substituir veias periféricas, por exemplo.

ou talvez um osso inteiro.

Então temos aqui um exemplo

de um pequeno crânio --

demos o nome de mini Yorick.

(Risos)

Mas vocês podem fazer coisas como copos, por exemplo,

e se adicionarmos um pouco de ouro, de semicondutores

podemos fazer sensores que se fixam na superfície dos alimentos.

Podemos fazer peças eletrônicas

que se dobram e se enrolam.

Ou se gostam de moda, umas tatuagens em LED de seda.

Há versatilidade, como vocês podem ver,

nos formatos dos materiais,

que podemos fazer com a seda.

Mas, ainda há algumas peculiaridades.

Quero dizer, por que quereríamos, de fato, fazer tudo isso?

Mencionei isso brevemente no início;

a proteína é biodegradável e biocompatível.

Vemos aqui a imagem de um pedaço de tecido.

Então o que isso significa, que é biodegradável e biocompatível?

Podemos implantá-lo no corpo sem necessidade de reparar o que foi implantado.

Significando que todos os produtos já vistos, em todos os formatos,

a princípio, podem ser implantados e desaparecer.

E o que vemos nesse pedaço de tecido,

é, de fato, aquela fita refletora.

Assim, semelhante ao que vemos à noite num carro,

então a ideia é que podemos ver, se iluminarmos o tecido,

podemos ver partes mais profundas de tecido

porque há essa fita refletiva lá que é feita de seda.

E como podemos ver, ela se reintegra ao tecido.

E reintegração no corpo humano

não é a única coisa.

Mas reintegração ao meio ambiente é importante.

Então há a biodegradação, as proteínas,

e agora um copo feito de seda como este

pode ser descartado sem culpa.

(Aplausos)

Ao contrário dos copos de poliestireno

que infelizmente lotam diariamente nossos aterros sanitários.

É comestível,

então podemos fazer embalagens especiais para alimentos

que podem ser cozidas junto com a comida.

O sabor não é bom,

então precisarei de alguma ajuda nisso.

Mas, provavelmente o mais incrível é que fecha-se o ciclo.

Seda, durante seu processo de auto-agrupamento,

age como um casulo por questões biológicas.

Então se mudamos a receita,

e adicionamos coisas nessa fase --

assim acrescentamos coisas a sua solução líquida de seda

tais como enzimas

ou anticorpos ou vacinas,

o processo de auto-agrupamento

preserva a função biológica desses componentes.

Portanto faz os materiais ambientalmente ativos

e interativos.

Desse modo, aquele parafuso que se pensou antes

pode realmente ser usado

para aparafusar um osso -- fixar um osso fraturado --

e administrar medicamentos ao mesmo tempo,

enquanto o osso está se recuperando, por exemplo.

Ou podemos guardar os medicamentos na carteira e não na geladeira.

Assim fizemos um cartão de seda

embebido com penicilina.

E armazenamos penicilina a 60º C,

140º Fahrenheit,

por dois meses sem perda de eficácia da penicilina.

Então poderia ser --

(Aplausos)

poderia ser potencialmente uma boa alternativa

aos camelos refrigerados a energia solar.

E claro, não há sentido em estocar se não puder usar.

E há outra característica única

desses materiais, que é ser degradável de maneira programável.

E o que vocês vêem é a diferença.

Acima, há um filme programado para não degradar-se,

e abaixo, um filme programado para degradar-se em água.

Observa-se que o filme abaixo

libera o que há em seu interior.

Permitindo a recuperação do que estava armazenado.

E isso permite uma liberação controlada de medicamentos

e uma reintegração ao meio ambiente

em todos esses formatos que já vimos.

Portanto, a nossa descoberta é realmente um fio de esperança.

Estamos apaixonados pela ideia de que seja o que for que queiram fazer,

seja substituir uma veia ou um osso,

ou talvez ser mais sustentável em microeletrônica,

talvez tomar café num copo

e jogá-lo fora sem culpa,

talvez carregar seus medicamentos no bolso,

administrá-los em de seu corpo

ou transportá-lo pelo deserto,

a resposta pode estar num fio de seda.

Obrigado.

(Aplausos)