Fiorenzo Omenetto : La soie, la matière ancienne du futur

Merci. Je suis ravi d'être ici. Je vais vous parler d'une nouvelle ancienne matière qui continue de nous étonner, et qui pourrait changer la manière dont nous abordons les sciences de la matière, la haute technologie -- et peut-être, en passant, avoir quelque influence en médecine, en santé publique et en reforestation. Voici un jugement plutôt hardi. Je vais vous en dire plus. Cette matière a quelques caractéristiques qui la rendent trop belle pour être honnête. Elle est renouvelable; c'est une matière renouvelable entièrement créée dans l'eau et à température ambiante -- elle est biodégradable naturellement, vous pouvez la voir se dissoudre instantanément dans un verre d'eau ou au contraire la conserver pendant des années. Elle est comestible, implantable dans le corps humain sans engendrer de réponse immunitaire. Elle se dissout dans le corps. Elle est technologique, elle peut être utilisée en microélectronique, voire en photonique. Cette matière ressemble à cela. En fait, cette matière est claire et transparente. Ses composants sont simplement de l'eau et des protéines.

Cette matière est la soie. C'est plutôt éloigné de ce que nous avons l'habitude de penser de la soie. La question est donc de savoir comment réinventer ce qui existe depuis cinq millénaires. D'ordinaire, le processus de découverte est inspiré par la nature. Nous nous émerveillons devant les vers à soie -- celui que vous voyez ici tisser son fil. Le ver à soie fait quelque chose d'extraordinaire : il utilise deux ingrédients, la protéine et l'eau, qui sont dans sa glande, pour créer une matière qui est exceptionnellement protectrice -- très comparable aux fibres artificielles comme le Kevlar. Donc, dans le processus d'ingénierie inverse bien connu, et que vous connaissez bien, pour l'industrie textile, celle-ci a déroulé le cocon et tissé des choses palpitantes. Nous voulons savoir comment faire, à partir d'eau et de protéine, ce Kevlar liquide, ce Kevlar naturel.

L'idée en gros est de déconstruire en fait cela, en partant du cocon vers la glande, et en obtenant de l'eau et des protéines qui étaient le point de départ. Ceci est l'idée qu'a eue, il y a environ vingt ans, une personne avec qui j'ai la chance de travailler, David Kaplan. Nous avons obtenu ce matériau de départ. On est revenu aux briques de base. On s'en sert pour un tas de choses -- comme, par exemple, un film. On utilise à notre avantage quelque chose de très simple. La recette pour créer ces films est d'utiliser avantageusement le fait que les protéines sont douées pour ce qu'elles ont à faire. Elles arrivent à s'auto-assembler. La recette est donc simple : vous prenez la solution de soie, vous la versez, et vous attendez que la protéine s'auto-assemble. Puis vous détachez la protéine et vous obtenez ce film, quand les protéines s'assemblent quand l'eau s'évapore.

J'ai indiqué que le film est aussi technologique. Qu'est-ce que cela signifie? Que vous pouvez l'interfacer avec beaucoup de choses typiquement technologiques, comme la microélectronique et les nanotechnologies. L'image du DVD ici sert juste à illustrer que la soie épouse les détails subtils de la surface, ce qui veut dire qu'elle peut reproduire des détails à l'échelle nanométrique. Elle serait capable de répliquer l'information qui est sur le DVD. Nous pouvons donc stocker de l'information sur un film d'eau et de protéine. Nous avons essayé d'écrire un message sur un morceau de soie, que voilà, et le message est ici. Comme sur un DVD, vous pouvez le lire de manière optique. Cela nécessite une main stable, c'est pourquoi j'ai décide de le faire sur scène devant mille personnes. Voyons voir. Vous voyez le film entrer de manière transparente par ici, et ensuite... (Applaudissements) Le plus remarquable est que ma main soit restée immobile suffisamment longtemps.

Une fois que vous avez les propriétés de cette matière, vous pouvez faire beaucoup de choses. Ce n'est pas limité aux films. La matière supporte un grand nombre de formats. Si vous êtes un peu fou, vous créez divers composants optiques ou des réseaux de microprismes, telle la bande réfléchissante qu'il y a sur vos chaussures. Vous pouvez aussi inventer des choses magnifiques que, si la caméra arrive à les montrer, vous pourrez fabriquer. Vous pouvez ajouter une 3e dimension au film. Et si l'angle est correct, vous voyez un hologramme apparaître sur ce film de soie. Mais vous pouvez faire autre chose. Vous pouvez imaginer utiliser une protéine pure pour guider la lumière, et vous avez construit des fibres optiques.

Mais la soie est polyvalente et va au-delà de l'optique. Vous pouvez imaginer différents formats. Par exemple, si vous avez peur d'être piqué par une aiguille chez le médecin, nous fabriquons des micro-aiguilles. Ce que vous voyez à l'écran est un cheveu humain juxtaposé sur l'aiguille faite en soie -- pour vous donner une idée de la taille. Vous pouvez fabriquer de plus grands objets : des engrenages, et des choses simples -- que vous pouvez acheter chez Biocoop. Les engrenages fonctionnent aussi sous l'eau. Vous imaginez des pièces détachées alternatives. On peut peut-être utiliser ce Kevlar liquide pour quelque chose de solide pour remplacer les veines périphériques, par exemple, voire un os entier. Voici un exemple simple d'un petit crâne -- on l'appelle mini Yorick. (Rires) On peut aussi construire des tasses, par exemple, et si on ajoute un peu d'or, un peu de semi-conducteurs, on obtient des senseurs qui se collent à la surface des aliments. On peut faire des composants électroniques qui se plient et s'enroulent. Ou si on est accro à la mode, des tatouages lumineux en soie.

Voilà la polyvalence, clairement, sous différentes formes, de la soie. Il y a encore des caractéristiques uniques. Pourquoi vouloir faire toutes ces choses en réalité? Je l'ai vite mentionné dans l'introduction : la protéine est biodégradable et biocompatible. Voici une photo d'une section de tissu humain. Que signifie être biodégradable et biocompatible? On peut l'implanter dans le corps sans avoir besoin d'aller la retirer. Ce qui signifie que tous les équipements que l'on vient de voir, de toutes les formes, peuvent, en principe, être implantés puis disparaître. Ce que vous voyez dans cette section, est, en fait, une bande réfléchissante. De la même façon que vous êtes visible de nuit par une voiture, l'idée est de voir, si on éclaire le tissu, de voir des portions plus profondes grâce à cette bande réfléchissante en soie. Vous le voyez ici, elle est intégrée au tissu. Cette intégration au corps humain n'est pas le seul point. Mais sa dissolution dans l'environnement est importante. Donc, vous avez une horloge, une protéine, et maintenant une tasse de soie comme celle-là que l'on peut jeter sans culpabilité. (Applaudissements) A l'inverse des tasses en polystyrène qui encombrent hélas nos décharges de nos jours. C'est comestible, on peut faire des emballages alimentaires intelligents que l'on peut cuisiner avec la nourriture. Ça n'a pas bon goût, je vais donc avoir besoin d'aide sur ce sujet.

Mais ce qui est probablement le plus remarquable est que cela fonctionne en boucle. La soie, durant le processus d'auto-assemblage, agit comme un cocon pour le matériau biologique. Si on change la recette, que l'on ajoute des ingrédients quand on verse -- si on ajoute des ingrédients à la solution de soie -- là où sont les enzymes, les anticorps ou la vaccine, le processus d'auto-assemblage préserve les fonctions biologiques de ces dopants. Cela rend les matières biologiquement actives et interactives. Donc le plâtre auquel vous aviez pensé auparavant peut être en fait utilisé pour souder un os -- ressouder un os cassé -- et délivrer des médicaments en même temps, pendant que l'os guérit, par exemple. On peut aussi bien garder les médicaments dans un portefeuille au lieu d'un frigo. Nous avons fabriqué un carte en soie qui contient de la pénicilline. Nous avons conservé la pénicilline à 60°, 140° Fahrenheit, pendant 2 mois sans perte d'efficacité de la pénicilline. Cela pourrait être -- (Applaudissements) cela pourrait être une bonne alternative aux chameaux réfrigérés par énergie solaire. Et bien sûr, le stockage ne sert à rien si vous ne pouvez pas vous en servir.

Il faut aussi mentionner cette caractéristique unique qu'a cette matière : sa dégradation programmable. Ce que vous voyez là est vraiment la différence. En haut, un film programmé pour ne pas se dégrader, en bas, un film programmé pour se dégrader dans l'eau. Vous voyez que le film du bas relâche ce qu'il contient. Il permet ainsi la récupération de ce qui y est stocké. Cela permet la libération contrôlée de médicaments et la dissolution dans l'environnement quelle que soit la forme.

Le fil de cette découverte est vraiment un fil. Nous sommes convaincus que quoi que l'on veuille faire, que ce soit de remplacer une veine ou un os, ou de la microélectronique plus écologique, peut-être de boire un café dans une tasse, et de la jeter sans culpabilité, de peut-être transporter ses médicaments dans sa poche, de les libérer dans le corps ou de les transporter dans le désert, la réponse est peut-être dans un fil de soie.

Merci.

(Applaudissements)