-
خب دوست دارم در یک سفر میدانی
با من همراه شوید،
-
و میخواهم به ساحل بروم
و همه شما را با خودم ببرم
-
و میخواهم از نسیم ساحلی
و پاشش نمک لذت ببرید.
-
بگذارید پایینتر برویم به زیر لبه آب،
-
و متوجه میشوید که امواج دارند
به ما ضربه میزنند،
-
و واقعاً سخت است
که در این وضعیت بمانید.
-
اما حالا به پایین نگاه کنید،
-
و چیزی که قرار است ببینید
-
صخرههایی است که با انواع
موجودات دریایی پوشانده شدهاند
-
که بدون مشکل در این وضعیت ماندهاند.
-
و از قضا اگر بخواهید
در این محیط واقعاً خشن
-
دوام بیاورید،
-
موجودیت شما به توان شما
برای ساخت چسب وابسته است.
-
پس بگذارید چند تا از قهرمانان
داستانمان را به شما معرفی کنم،
-
فقط چند تا.
-
خب اینها صدف هستند،
-
و متوجه خواهید شد
که صخرهها را پوشاندهاند.
-
آنها چسب ساختهاند،
-
و به صخرهها چسبیدهاند،
-
آنها به یکدیگر هم چسبیدهاند.
-
پس آنها به صورت
گروهی به پایین خم شدهاند.
-
این یک عکس نزدیک از یک صخره صدفی است،
-
و صدفها حیرتآور هستند.
-
آنها به یکدیگر سیمانکاری میشوند،
-
و این بناهای عظیم و گسترده را میسازند.
-
میتوانند کیلومترها طول
و چندین متر عمق داشته باشند،
-
و مسلماً اینها مهمترین عاملی هستند
-
که از سلامت یک اکوسیستم دریایی حکایت دارد،
-
چون به طور مداوم آب را فیلتر میکنند،
-
شن و خاک را در محل نگه میدارند.
-
در واقع، گونههای دیگر
درون این صخرهها زندگی میکنند.
-
اگر به این فکر میکنید
که با آمدن طوفان چه اتفاقی میافتد،
-
باید بگویم که طوفان اول باید از عرض
چندین کیلومتری این صخرهها عبور کند،
-
و ساحل پشت این صخرهها محافظت میشود.
-
پس واقعاً موثر هستند.
-
اگر تا حالا ساحل صخرهای دیده
باشید که تقریباً همه جای دنیا هست،
-
به احتمال زیاد میدانید
که کشتیچسبها چه شکلی هستند.
-
این جانوران چه میکنند--
-
انواع زیادی از این جانوران وجود دارد
و اینجا فقط سه نوع از آن را میبینید --
-
چسب میسازند،
-
به یکدیگر و به صخرهها میچسبند
-
و با انجام این کار کلونیها را میسازند،
-
و مزایای حیاتی زیادی حاصل میکنند.
-
یکی از مزایا این است که هر یک از آنها
در معرض تلاطم کمتری واقع میشود
-
و در قبال هر اثر مخرب
محیط اطراف بهتر حفظ میشوند.
-
پس در آنجا همه آنها حفظ می شوند
-
پس در تعداد، ایمنی هم حاصل میشود،
-
چون همچنین کمک می کند
شکارچیان دور نگه داشته شوند،
-
چون مثلاً اگر یک مرغ دریایی
بخواهد یکی را ببرد و بخورد،
-
اگر آنها همه به هم چسبیده باشند
کار مرغ دریایی سخت تر می شود.
-
و دیگر اینکه این موضوع به بهره وری
تولید مثل هم کمک می کند.
-
تصور کنید وقتی که آقا و خانم کشتیچسب
تصمیمشان را بگیرند،
-
«خب وقت داشتن
بچه کشتیچسب است» --
-
هنوز نمی خواهم بگویم
چطور این کار را می کنند --
-
اما وقتی آنها تصمیم می گیرند
زمان انجام این کار است،
-
کار بسیار سادهتر و بهرهوری
تولید مثل آنها بالاتر است
-
در حالتی که نزدیک به هم زندگی کنند.
-
ما میخواهیم بفهمیم آنها چطور
این کار را می کنند و چطور به هم میچسبند،
-
و من نمی توانم به شما
تمام جزئیات را بگویم،
-
چون این چیزی است که خود ما
همچنان سعی داریم بفهمیم
-
اما بگذارید اشاره کوتاهی بکنم
-
به برخی کارهایی که ما
تلاش داریم انجام دهیم.
-
این تصویری است ازسیستمهای آکواریومی که
ما در آزمایشگاهمان داریم،
-
و هر چیز در تصویر قسمتی از سیستم است،
-
و تنها کاری که انجام
می دهیم نگهداری است--
-
و شما میتوانید در مخزن شیشه ای ببینید که
در کف آن یک دسته صدف وجود دارند
-
ما آب را سرد نگه میداریم،
و چراغها چرخهای عمل میکنند،
-
در حقیقت سیستم را متلاطم نگه میداریم
-
چون این جانواران برای ما چسب
بیشتری میسازند
-
وقتی که آب متلاطم است.
-
پس ما آنها را راغب به تولید چسب میکنیم،
چسب را جمع آوری و مطالعه میکنیم.
-
آنها اینجا در "ایندیانا" هستند.
-
تا جایی که خودشان میدانند
در ماه فوریه در "مین" هستند،
-
و تا جایی که میتوانیم بگوییم
آنها به نظر خوشحال هستند.
-
ما با صدفها هم کار می کنیم،
-
و این بالا عکسی است از یک صخره کوچک
در "کارولینای جنوبی"،
-
و آنچه ما بیشتر علاقمندیم این است
که ببینیم آنها چطور به هم چسبیدهاند،
-
چگونه متصل میشوند.
-
و بنابراین آنچه شما در عکس پائین می بینید
-
دو صدف است که به یکدیگر
سیمانکاری شدهاند.
-
و ما می خواهیم بدانیم
چه چیزی بین آنهاست
-
بنابراین ما بارها آنها را
جدا می کنیم و نگاه میکنیم،
-
و در سری بعدی عکسها
ما اینجا داریم،
-
شما می توانید در پایین ببینید
ما دو پوسته داریم،
-
پوسته ای از یک جانور و
پوسته ای از جانور دیگر،
-
و سیمان بین آنها.
-
و اگر شما به عکس سمت راست نگاه کنید،
-
آنچه شما ممکن است ببینید
-
این است که ساختاری در پوسته
هر جانور وجود دارد،
-
اما سیمان متفاوت به نظر میرسد.
-
و بنابراین ما از همه ابزارهای شیمی
و زیستشناسی استفاده میکنیم
-
تا بفهمیم آنجا چه اتفاقی میافتد،
-
و آنچه ما یافتیم اینکه ساختارها متفاوتند
-
و از نظر شیمیایی واقعا متفاوت هستند،
و این بسیار جالب است.
-
و سپس این تصویر--
-
اجازه دهید به عقب برگردم
قبل از اینکه بگویم این چیست.
-
کارتون "اتوبوس سحر آمیز مدرسه"
را می شناسید؟
-
یا اگر کمی بزرگتر هستید،
"سفر فوقالعاده" درست است؟
-
و به خاطر دارید
آنها این شخصیت ها را داشتند
-
که کوچک می شدند تا حد میکروسکوپی،
-
و سپس اطراف ساختارهای بیولوژیکی
-
میچرخیدند، شنا میکردند و پرواز میکردند.
-
به عنوان مثال گفتم
اما در این مورد قضیه واقعی است.
-
اما کاری که ما کردیم این است
که دو صدف چسبیده به هم را تهیه کردیم،
-
و این ناحیه با سیمان پر شده است،
-
و دریافتیم که این سیمان
ترکیبات مختلفی دارد،
-
اما عموماً قطعات سخت غیر چسبنده
-
و قطعات نرم چسبنده وجود دارند،
-
ما قطعات غیرچسبنده را
به صورت انتخابی جدا کردیم
-
تا ببینیم برای چسباندن
جانوران چه چیزی باقی میماند،
-
و کشف کردیم که این ماده چسبناک که میبینیم
-
آنها را به یکدیگر میچسباند.
-
به نظرم تصویر واقعاً خوبی است،
-
چون میتوانیم خودمان را تصور کنیم
که به درون آن پرواز کرده و بر میگردیم.
-
به هر حال، اینها کارهایی است
که انجام میدهیم
-
تا بفهمیم چگونه زیست دریایی
این مواد را میسازد.
-
از دیدگاه بنیادی، دانستن
این موضوع واقعاً هیجانانگیز است.
-
اما با این اطلاعات چه کار میخواهیم بکنیم؟
-
خب، کاربردهای تکنولوژیک زیادی وجود دارد
-
اگر بتوانیم فعالیت جانوران را
به کنترل در آوریم.
-
خب بگذارید یک مثال بزنم.
-
تصور کنید که در خانه هستید
-
و مجسمه مورد علاقه خود یا یک
لیوان سفالی یا چیزی مثل آن را شکستهاید.
-
میخواهید دوباره آن را سرهم کنید.
-
خب کجا میروید؟
-
به محل مورد علاقه من در شهر میروید،
-
راهرو چسبها در مصالحفروشی.
-
میدانم شب خود را کجا میگذرانید،
-
چون همه شما آدمهای خوبی
هستید چونکه اینجا هستید،
-
و شما به بارها و کنسرتها میروید --
-
اینجا جایی است که من هر شب میگذرانم.
-
بگذریم، از شما میخواهم
-
از هر یک از انواع چسبهای موجود
در قفسه یک نمونه بردارید،
-
به خانه بیاورید،
-
اما قبل از اینکه سعی کنید
اجزا را به هم بچسبانید،
-
از شما میخواهم این کار را
در یک سطل آب انجام دهید.
-
عمل نمیکند، درست است؟
همه ما این را میدانیم.
-
خب واضح است که زیست دریایی
این مشکل را حل کرده است،
-
فقط نیاز داریم بفهمیم چگونه
میتوانیم این فرآیند را کپی کنیم.
-
یکی از موارد این است
-
که نمیتوانید به سادگی بروید
و این مواد را از ساحل بیاورید،
-
چون اگر دستهای از صدفها را بیاورید
-
و سعی کنید چسبشان را استخراج کنید،
-
مقدار بسیار کمی بدست میآورید،
-
و هرگز به اندازهای که بتوان
با آن کاری کرد حاصل نمیشود،
-
فقط برای دیدن کافی است.
-
باید مقیاس را افزایش دهیم،
در حالت ایدهآل در مقیاس واگن قطار.
-
خب در بالا تصویری از انواعی مولکول هست
-
که این جانوران برای
ساخت چسب استفاده میکنند،
-
مولکولهای بسیار بلندی هستند
که پروتئین نامیده میشوند،
-
و این پروتئینها اجزای
منحصر به فردی را در خود دارند
-
که خواص چسبندگی را به آنها میدهد.
-
ما میخواهیم آن بخشهای کوچک
از این شیمی را برداریم،
-
و آنها را روی مولکولهای بلند دیگری
که میتوانیم بدست آوریم قرار دهیم
-
اما چیزهایی که میتوانیم در
مقیاسی بسیار بزرگ بسازیم
-
و شما احتمالاً آنها را بعنوان
پلاستیک یا پلیمر میشناسید،
-
پس ما داریم کار آنها را
سادهسازی میکنیم،
-
و سپس این شیمی چسب را
به این مولکولهای بزرگ میافزاییم.
-
با این کار سیستمهای چسبنده
مختلفی را ساختهایم،
-
و هنگامی که یک چسب جدید
و به ظاهر مناسب را میسازید،
-
چه میکنید؟
-
اطراف آزمایشگاه میچرخید
و چیزهای مختلف را به یکدیگر میچسبانید.
-
ما قطره کوچکی از چسب را برداشته
و دو قطعه فلز را به هم چسباندیم
-
و خواستیم چیزی را از آن آویزان کنیم،
-
خب یک قابلمه از صدفهای زنده را استفاده
کردیم و فکر کردیم خیلی زرنگ هستیم.
-
(خنده)
-
بیشتر اوقات در این موارد ما
بسیار حسابگر هستیم،
-
و بنابراین با چسبهای
تجاری مقایسه میکنیم،
-
و اکنون موادی داریم
که از چسب فوری قویتر هستند.
-
خب برای من این خیلی عالیست.
-
این یک روز خوب در آزمایشگاه است
که این از چسب فوری قویتر است.
-
و این کار دیگری است که میتوان انجام داد.
-
خب این یک مخزن آب دریا است.
-
و در این سرنگ یکی از
فرمولهای چسبنده ماست،
-
داریم آن را کاملاً زیر آب تخلیه میکنیم،
-
روی یک تکه فلز.
-
ما میخواهیم یک اتصال چسبنده بسازیم،
-
پس یک تکه فلز دیگر بر میداریم
-
آن را آنجا قرار داده
و موقعیت آن را تنظیم میکنیم.
-
خب اجازه دهید مدتی در این
وضعیت بماند تا شانسی داشته باشد،
-
خب یک وزنه روی آن
قرار میدهیم، چیز خاصی نیست.
-
این یک لوله است با ساچمه سربی
درون آن، چیز خاصی نیست.
-
اجازه میدهیم مدتی آنجا بماند.
-
خب اصلاً هوا ندیده است. کاملاً زیر آب است.
-
و شما ان را بر میدارید.
-
اصلاً نمیدانم قرار است چه اتفاقی بیفتد.
-
همیشه در این وضعیت مضطرب میشوم.
-
بلندش کن ..
-
و چسبیده است.
-
برای من این خیلی خوب است.
-
بنابراین میتوانیم چسبندگی
بسیار قوی زیر آب داشته باشیم.
-
احتمالاً این قویترین یا
لااقل یکی از قویترین
-
چسبهای زیرآبی است
که تا به حال دیده شده است.
-
این حتی از موادی که این
جانوران تولید میکنند قویتر است،
-
خب برای ما این هیجانانگیز است.
این عالی است.
-
خب با این مواد چه کار میخواهیم بکنیم؟
-
خب اینها برخی محصولات هستند
که احتمالاً با آنها آشنا هستید.
-
در مورد تلفن همراه، لپ تاپ، تختههای
کاربردی در بیشتر سازهها
-
داخل خودرو، کفشها،
دفترچه تلفن و چیزهایی مثل این فکر کنید.
-
همه اینها با چسب سرهم شدهاند،
-
و در چسبهایی که در این
محصولات استفاده میشود
-
همیشه دو مشکل اصلی وجود دارد.
-
اولاً اینکه سمی هستند.
-
و آسیبزا ترین در این مورد تخته است.
-
تخته یا بسیاری از مبلمان
یا چوب لمینت شده در کف--
-
ترکیب اصلی این چسبها فرمالدهید است،
-
و ترکیبی است که در موردش شنیدهاید.
-
یک گاز است و همچنین سرطانزا است،
-
و ما داریم سازههای مختلفی را
با این چسبها بنا میکنیم،
-
و داریم بسیاری از این ماده
سرطانزا را تنفس میکنیم.
-
بدیهی است که خوب نیست، درست است؟
-
موضوع دوم این است
که همه این چسبها دایمی هستند.
-
و شما با کفش، ماشین یا حتی لپتاپتان
-
در پایان عمرش چه خواهید کرد؟
-
بیشتر اوقات، سرنوشت اینها
به زبالهدانی ختم میشود.
-
و کلی مواد باارزش در آنها وجود دارد
-
که دوست داریم بتوانیم
استخراج و بازیافت کنیم.
-
به سادگی نمیتوان این کار را کرد
-
چون تمام اجزا به صورت
دایمی به هم چسبیدهاند.
-
خب یک روش که داریم سعی میکنیم
برای حل این مشکل به کار ببریم
-
و کاری که تا به حال انجام دادهایم،
استفاده از مولکول بلند دیگری است
-
که از ذرت استخراج کردهایم،
-
و به آن مولکول افزودهایم،
-
ما بخشی از شیمی چسب را
از صدفها قرار دادهایم
-
پس چون هم از ذرت
و هم از صدف استفاده کردهایم
-
اسم آن را پلیمر بشقاب غذایی
دریایی و گوشتی گذاشتهایم.
-
و میچسبد. واقعاً خوب میچسبد.
-
خیلی قوی است.
-
همچنین پایه زیستی دارد. خیلی خوب است.
-
اما احتمالاً مهمتر اینکه تخریبپذیر است،
-
و میتوانیم در شرایطی کاملاً نرمال
آن را با آب تخریب کنیم.
-
خب پس میتوانیم اشیا را سرهم کنیم
-
و میتوانیم آنها را
قویاً به هم متصل کنیم
-
ولی همچنین میتوانیم آنها را جدا کنیم.
-
این چیزی است که به آن فکر میکنیم.
-
و اینجا جایی است که بسیاری
از ما دوست داریم در آن باشیم
-
خب در این مورد خاص،
دوست نداریم در آن قرار بگیریم،
-
اما ما دوست داریم این را جایگزین کنیم.
-
خب نخها، گیرهها و پیچها:
-
این روشی است که پس از جراحی
یا آسیبدیدگی اعضا را سرهم میکنیم.
-
واقعاً وحشتناک است. آسیب زاست.
-
در مورد نخ بخیه، نگاه کنید
چگونه پوست متراکم میشود
-
و برای کشاندن اعضا به یکدیگر
چه فشارهای مکانیکی اعمال میشود.
-
موضعهایی مستعد عفونت ایجاد میشود.
-
بافتهای سالم سوراخ میشوند.
این اصلاً خوب نیست.
-
یا اگر برای اتصال استخوانها
نیاز به پلاتین باشد،
-
ببینید چه استخوانهای سالمی
که باید سوراخ شوند
-
فقط به این خاطر
که پلاتین در محل قرار گیرد.
-
وحشتناک است.
-
این مرا یاد شکنجهگاههای
قرون وسطی میاندازد،
-
اما این جراحی مدرن ماست.
-
خب آرزو دارم سیستمهایی مثل
این با چسبها جایگزین شود.
-
داریم روی آن کار میکنیم اما ساده نیست.
-
خب تصور کنید برای استفاده از چسب
در چنین مواردی به چه نیاز داریم.
-
اولاً چسبی نیاز داریم که در یک محیط مرطوب
-
عمل کند.
-
و اگر به این عکس کوچک خندهدار نگاه کنید،
-
فقط برای این است که نشان دهد
حدود ۶۰ درصد از بدن ما آب است،
-
پس یک محیط مرطوب است.
-
همچنین برای این است که نشان دهد
من یک دانشمند هستم نه یک هنرمند.
-
دلم اصلاً برای چنین عنوانی تنگ نشده است.
-
در نهایت چیزهای دیگری که برای
یک چسب بیولوژیکی نیاز داریم:
-
البته باید اتصال محکمی ایجاد کند،
-
و نباید سمی باشد.
-
نمیخواهیم که به بیماران آسیب بزنیم.
-
حصول مادهای با هر یک از
این دو نیازمندی نسبتاً آسان است.
-
دفعات زیادی انجام شده است. اما انجام
همزمان هر سه تابحال میسر نشده است.
-
خیلی سخت است.
-
اگر این را به جراحان بگویید جا میخورند --
-
«آه، در واقع چسبی میخواهم
که در مدت جراحی سفت شود.»
-
یا، «آه، چسب باید تخریبپذیر باشد
-
تا بافتهای بیمار بتواند
موضع را بازسازی کند.»
-
پس واقعاً مشکل است.
داریم روی ان کار میکنیم.
-
این تنها عکسی است که داریم.
-
داریم انواع پوست و استخوان
-
و بافتهای نرم و سخت را امتحان میکنیم.
گاهی به آن با چکش ضربه میزنیم.
-
معمولاً، آن را در اشکال دقیقی برش میزنیم.
-
سپس آنها را به هم میچسبانیم.
-
نتایج شگفتی بدست آوردهایم، موادی قوی
-
موادی که ظاهراً غیرسمی هستند،
-
در محیط مرطوب سفت میشوند،
-
اما نمیخواهم بگویم که مشکل
چسب محیط مرطوب را حل کردهایم،
-
چون حل نکردهایم،
-
اما مشخصاً برای آینده در فکرش هستیم.
-
جایی هست که باید دورتر دنبال آن بگردیم.
-
جاهای بسیار بیشتری هم هست که میتوانید
تصور کنید نتیجه بهتری حاصل کند
-
اگر بتوانیم چسبهای بیشتری
در آنجا پیدا کنیم.
-
حتی مواد آرایشی.
-
اگر در مورد افرادی فکر میکنید
که ناخن و مژه مصنوعی استفاده میکنند،
-
از چه استفاده میکنند؟
-
اکنون دارند چسبهای بسیار
سمی استفاده میکنند.
-
پس وقت جایگزینی فرا رسیده است.
-
این کاری است که میخواهیم انجام دهیم.
-
جاهای دیگری هم هستند.
-
به ماشینها و هواپیماها فکر کنید.
-
آنها را میتوان سبکتر ساخت،
-
بازدهی سوخت بیشتری خواهند داشت.
-
اگر بتوانیم از پرچ و جوشکاری رها شویم
-
و چسب بیشتری جایگزین کنیم،
-
در نسل آینده حمل و نقل
-
نتیجه بهتری خواهیم گرفت.
-
پس برای ما همه چیز به ساحل بر میگردد.
-
پس به اطراف نگاه میکنیم و میپرسیم،
«چگونه این موجودات دریایی میچسبند؟
-
با فناوری چه میتوانیم بکنیم؟»
-
به جرات میگویم واقعاً چیزهای زیادی است
که هنوز میتوانیم بیاموزیم
-
از زیستشناسی و از طبیعت.
-
دوست دارم همه شما را تشویق کنم که در آینده
-
لپتاپ و موبایل غیرقابل بازیافت
خود را زمین بگذارید
-
و بیرون بروید و جهان طبیعی را کاوش کنید
-
و شروع کنید به پرسیدن سوالات خودتان.
-
بسیار سپاسگزارم.
-
( تشویق )
closed TED
