A seda, o antigo material do futuro

Fiorenzo Omenetto ilustra uma vintena de espantosas novas utilizações para a seda, uma das matérias-primas naturais mais espantosas — transmissão de luz, aumento da sustentabilidade, reforço da resistência mecânica e produção de implantes cirúrgicos. Em pleno palco, Fiorenzo mostra alguns materiais surpreendentes feitos a partir de uma substância espantosa.

Obrigado.

Estou encantado por estar aqui.

Vou falar-vos de um novo e antigo material

que continua a surpreender-nos,

e pode ter um enorme impacto
na forma como abordamos

a ciência dos materiais, a alta tecnologia

e, talvez, ao mesmo tempo,

ter consequências na medicina,
na saúde global e na reflorestação.

Parece impressionante...

Vou dizer-vos um pouco mais...

Este material tem características
demasiado boas para parecerem verdade

É um material de produção sustentável,

é processado em água,
a temperatura ambiente,

é biodegradável,

pode dissolver-se instantaneamente
num copo de água,

ou pode manter-se estável durante anos.

É comestível, é implantável
no corpo humano,

sem causar reação imunitária.

Este material é absorvido pelo corpo

É tecnológico, pode incorporar-se
em microeletrónica ou fotónica.

Este material espantoso
assemelha-se a algo como isto.

Este material é claro e transparente.

Os componentes deste material
são só água e proteínas.

Este material é ... a seda.

É um pouco diferente da seda

que estamos habituados a ver,
o que coloca a questão

Como reinventamos uma coisa

que esteve connosco
durante cinco milénios?

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

Maravilhamo-nos com o bicho-da-seda,

a lagarta que aqui vemos
a produzir a seda.

O bicho-da-seda faz uma coisa admirável.

Utiliza dois ingredientes,
proteína e água,

produzidos pela glândula,

para produzir um material de proteção
excecionalmente robusto,

comparável a fibras sintéticas
como o Kevlar.

Assim, no processo inverso

que nós conhecemos

e com que estamos familiarizados

da indústria têxtil,

a indústria têxtil desenrola o casulo

e tece coisas lindíssimas.

Queremos saber como,
a partir de água e proteínas,

podemos chegar à forma líquida,
e, daí, a este Kevlar natural.

A ideia é inverter este processo

e, partindo do casulo,
chegar à glândula sericígena

e obter água e proteínas
que são os componentes iniciais.

Recebi esta inspiração
há cerca de duas décadas

de uma pessoa com quem tenho
a sorte de trabalhar,

David Kaplan.

Assim, obtivemos esta matéria-prima

e decompomo-la nos seus constituintes.

Usamos estes constituintes
para fazer uma série de coisas,

por exemplo, esta película.

Aproveitamos uma coisa muito simples.

A receita para fazer estas películas

é aproveitar o facto de as proteínas
serem muito inteligentes.

Encontram formas de se juntarem.

Pegamos na solução de seda,
espalhamo-la numa superfície,

e esperamos que as proteínas se juntem.

Depois, destacamos a proteína
e obtemos esta película,

quando as proteínas se juntam
depois de a água se evaporar.

Referi que a película
também é tecnológica.

O que é que isto significa?

Significa que podemos
combinar este material

com outros componentes
tipicamente tecnológicos,

como a microeletrónica e a nanotecnologia.

Esta imagem do DVD

ilustra o facto

de a seda acompanhar
detalhes muito subtis da superfície,

o que permite reproduzir detalhes
à escala nanométrica.

É, assim, possível reproduzir a informação

contida neste DVD.

Podemos armazenar informação
numa película de água e proteína.

Escrevemos uma mensagem
num pedaço de seda,

que está aqui, a mensagem está aqui.

Tal como no DVD, podemos
proceder a uma leitura ótica,

o que requer uma mão muito segura,

pelo que decidi fazê-lo num palco,
em frente a mil pessoas.

(Risos)

Vejamos.

Como podem ver, a película passa por aqui

e então...

(Aplausos)

O mais notável

é que a minha mão se manteve firme
o tempo suficiente para o efeito.

Assim, com as características

deste material,

podemos fazer uma série de coisas,

não apenas limitadas a películas.

A seda pode assumir muitas outras formas

incluindo componentes óticos,

conjuntos de prismas microscópicos

como a fita refletora utilizada
nas sapatilhas de corrida

Ou podemos fazer coisas bonitas

capturáveis pelas máquinas fotográficas.

Podemos adicionar à película
uma terceira dimensão.

Se o ângulo for o correto,

vemos aparecer um holograma
nesta película de seda.

Mas podemos fazer outras coisas.

Podemos utilizar proteína pura
para conduzir luz,

por isso criámos fibras óticas.

Mas a versatilidade da seda
ultrapassa a ótica.

Podemos pensar em diferentes formatos

Se, por exemplo, têm medo das agulhas
dos consultórios médicos,

podem utilizar uma série de microagulhas.

Estão a ver no ecrã um cabelo humano

comparado com uma agulha feita de seda,

para vos dar uma ideia da dimensão..

Podemos fazer objetos maiores.

como parafusos, porcas, rodas dentadas

que podemos comprar em "Whole Foods."

Estas peças também funcionam
dentro de água.

Podemos pensar
em partes mecânicas alternativas.

Podemos usar este líquido,
se quisermos um material resistente

por exemplo, para substituir
veias periféricas,

ou talvez um osso completo.

Este é um pequeno exemplo

de um pequeno crânio

a que chamamos mini Yorick.

(Risos)

Podemos fazer chávenas, por exemplo.

Se adicionarmos um pouco de ouro,
ou alguns semicondutores

podemos fazer sensores que se fixam
na superfície dos alimentos.

Podemos fazer componentes eletrónicos

que se dobram e enrolam.

Ou, no campo da moda,
tatuagens luminosas com seda.

Temos, portanto, versatilidade

nos formatos de materiais

que podemos fazer a partir da seda.

Mas temos mais características únicas.

Porquê fazer todas estas coisas?

Mencionei a principal causa, no início.

A proteína é biodegradável
e biocompatível.

Vejam esta imagem
da secção de tecido humano.

O que significa
biodegradável e biocompatível?

Podemos implantá-lo no corpo
sem necessidade de recuperação posterior,

o que quer dizer que todos os objetos
que viram antes

podem, em princípio,
ser implantados e desaparecer.

Estamos a ver, nesta secção,
uma fita refletora,

semelhante às que vemos
à noite, num automóvel.

Se pudermos iluminar o tecido

podemos ver melhor o seu interior

porque a fita refletora é feita de seda.

Como podem ver, é reabsorvida pelo tecido.

A reintegração no corpo humano
não é o único ponto

A reintegração no ambiente
também é importante

Temos uma velocidade
de decomposição das proteínas,

e uma chávena de seda como esta

pode ser deitada fora sem remorsos.

(Aplausos)

Contrariamente às chávenas de polistireno

que, infelizmente, contaminam
a natureza diariamente.

É comestível,

pelo que podemos utilizá-la
para guardar alimentos,

podemos cozinhá-la.

Não tem um sabor agradável

— aqui vou precisar de ajuda —

mas o mais importante é o fecho do ciclo.

A seda, durante o seu processo de formação

atua como um casulo
para a matéria orgânica.

Se mudarmos a receita,

e adicionarmos alguns ingredientes,
nesta fase,

— se adicionarmos
uns ingredientes extras —

enzimas, anticorpos, ou vacinas,

o processo de autoformação

preserva a função biológica
destes medicamentos,

tornando os materiais
ambientalmente ativos

e interativos.

Assim, o parafuso que viram há pouco

pode ser utilizado

para fixar um osso — um osso partido —

e administrar medicamentos ao mesmo tempo,

enquanto o osso recupera, por exemplo.

Ou podemos guardar remédios na carteira,
e não no frigorífico.

Fizemos um cartão de seda
que contém penicilina

e armazenámos penicilina a 60ºC,

durante dois meses, sem perda
da eficácia do princípio ativo.

(Aplausos)

Estes métodos podem
ser boas alternativas

a camelos refrigerados por energia solar.

Claro que não há nenhuma vantagem
em guardá-los, se não forem usados.

Temos outra característica única
neste material.

Podemos programar a sua biodegradação

Vejam aqui a diferença.

Em cima, temos uma película
que foi programada para não se degradar

e, em baixo, uma película programada
para se degradar em água.

Vemos que a película que está em baixo

liberta o que está lá dentro,

permitindo a recuperação
do que foi armazenado

o que permite uma libertação
controlada do produto químico

para reintegração no ambiente

em todos os formatos que apresentei.

Este fio condutor de descoberta
é, de facto, um fio condutor

Estamos convencidos de que,
façamos o que quer que seja,

seja substituir uma veia ou um osso,

equipamento de microeletrónica
mais sustentável,

seja beber um café numa chávena

e deitá-la fora sem remorsos,,

seja transportar os medicamentos no bolso,

administrá-los dentro do nosso corpo,

ou transportá-los pelo deserto,

a resposta pode estar num fio de seda.

Obrigado.

(Aplausos)