Fjorenco Omeneto: Svila, drevni materijal budućnosti

Hvala vam. Oduševljen sam što sam ovde. Govoriću o novom starom materijalu koji nas i dalje zadivljuje, i koji će možda uticati na naš način razmišljanja o materijalnoj nauci, visokoj tehnologiji - i možda, tokom tog puta, takođe učini nešto za medicinu i globalno zdravlje i pomogne ošumljavanju. Pa to je neka vrsta hrabre tvrdnje. Reću ću vam još ponešto. Ovaj materijal zapravo ima neke osobine koje ga čine skoro suviše dobrim da bi bio istinit. Održiv je; održiv je materijal obrađen potpuno u vodi i na sobnoj temperaturi - i potpuno je biorazgradiv sa vremenom, pa ga možete posmatrati kako se odmah rastvara u čaši vode ili ga čuvati u čvrstom stanju godinama. Jestiv je, može se umetnuti u ljudsko telo bez izazivanja bilo kakvog imunog odgovora. Zapravo se u telu reintegriše. I tehnološki je, pa može da se koristi u mikroelektronici, ili kao fotoni. A materijal izgleda nekako ovako. U stvari, ovaj materijal koji vidite je čist i providan. Komponente ovog materijala su samo voda i proteini.

Dakle, ovo je svila. Dakle, malo je drugačije od onoga što smo imali običaj da mislimo o svili. I pitanje je, kako da smislimo novu upotrebu nečega što postoji već pet milenijuma? Proces otkrivanja, generalno, jeste inspirisan prirodom. Svi se divimo svilenim bubama - svilena buba koju ovde vidite vrti svoja vlakna. Ove bube rade neverovatnu stvar: koriste dva sastojka, protein i vodu, koji se nalaze u njihovim žlezdama, da naprave materijal koji je izuzetno teško zaštititi - u poređenju sa tehničkim vlaknima kao što je kevlar. I u obrnutom inženjerskom procesu şa kojim znamo da rukujemo, u tekstilnoj industriji, tekstilna industrija sakuplja i odmotava čaure i onda tka glamurozne stvari. Želimo da znamo kako od vode i proteina nastaje tečni kevlar, pa onda prirodni kevlar.

Dakle uvideti kako zapravo obrnuti proces i od čaure stići do žlezde i uzeti vodu i protein koji su vaši početni materijali. I to je zapažanje nastalo pre skoro dve decenije od strane osobe sa kojom imam vrlo mnogo sreće da radim, Dejvid Kaplan. I tako dobijamo ovaj početni materijal. I tako se ovaj početni materijal vraća u osnovni kockasti oblik. I onda to koristimo za različite stvari - kao na primer, za film. I koristimo prednosti nečega što je vrlo jednostavno. Recept za pravljenje tih filmova jeste korišćenje činjenice da su proteini neverovatno pametni u onome što čine. Oni sami nađu put ka zajedičkom okupljanju. Dakle, recept je jednostavan: uzmete rastvor svile, izlijete ga i sačekate da se proteini sami grupišu. I onda izdvojite ovaj protein i dobijete ovaj film, kada proteini pronađu jedni druge (voda isparava).

Ali pomenuo sam da je film takođe i tehnološki. Šta to znači? To znači da možete da ga spojite sa nekim stvarima tipičnim za tehnologiju, poput mikroelektronike ili nano tehnologije. A ova slika DVDa je tu samo radi ilustracije da svila prati vrlo suptilno topografiju površine, što znači da mogu da ponove funkciju nano tehnologije. I tako bi bila u stanju da ponovi informaciju koja je na DVDu. I možemo da skladištimo informacije snimljene vodom i proteinom. Tako smo probali nešto, i napisali poruku na parčetu svile, upravo ovde, a poruka je tamo. I slično DVDu, može optički da se očita. Ovo zahteva mirnu ruku, pa sam zato rešio da to uradim na bini pred hiljadu ljudi. Da probamo. Kao što vidite, film prolazi bez problema, i onda... (aplauz) A najznačajnije je to što je moja ruka stajala mirno dovoljno dugo da se ovo uradi.

I jednom kada imate atribute ovog materijala, možete da radite mnoge stvari. Nije ograničeno na filmove. Materijal može poprimiti mnogo oblika. I onda malo poludite i uradite čitav niz različitih optičkih komponenti ili uradite male prizmatične nizove, poput reflektujućih traka koje imate na patikama za trčanje- Ili možete napraviti prelepe stvari koje kamera može uhvatiti. Možete dodati treću dimenziju filmu. I ako je ugao dobar, možete čak i videti hologram na filmu ili svili. Ali možete praviti i druge stvari. U tom slučaju možete zamisliti da koristite čist protein za pravljenje svetlosti, i tako smo napravili optička vlakna.

Ali svila je svestrana i ide dalje od optike. I možete razmišljati o različitm formatima. Na primer, ako se bojite odlaska kod doktora jer ćete zaglaviti sa iglom, pravimo nizove mikroigala. Ovo što vidite na ekranu je ljudska dlaka postavljena pored igle napravljene od svile - samo da steknete osećaj veličine. Možete raditi veće stvari. Možete praviti zupčanike, zavrtnje i klinove - koje možete kupiti u Whole Foods. A zupčanici rade i pod vodom. I tako razmišljate o alternativnim mehaničkim delovima. A možda možete uzeti i tečni kevlar ako morate da napravite nešto jako da zamenite periferne vene, na primer, ili čak i čitavu kost. I ovde imate jedan primer male lobanje - zovemo je mini Jorik. (smeh) Ali možete praviti stvari poput šolja, na primer, i ako dodate malo zlata, ako dodate malo poluprovodnika možete napraviti senzore koji stoje na površini hrane. Možete praviti elektronske delove koji se savijaju i obmotavaju. Ili ako volite modu, LED tetovaže.

Postoji različitost, kao što vidite, u materijalnim oblicima koje možete raditi sa svilom. Ali postoje i jedinstveni oblici. Mislim, zašto biste stvarno hteli da pravite ove stvari? Pomenuo sam to kratko na početku; protein je biorazgradiv i kompatibilan sa prirodom. Ovde vidite delić tkiva. I šta to znači, da je biorazgradiv i u skladu sa prirodom? Možete ga ugraditi u telo bez potrebe da ugrađeno izvadite. To znači da svi uređaji koje ste videli ranije i svi oblici, u principu mogu se ugraditi i nestati. I ono što vidite na ovom isečku tkiva, zapravo je reflektujuća traka. Dakle, slično onom što vidite noću u kolima, ideja je da onda možete videti, ako stavite svetlost u tkivo, možete videti dublje delove tkiva jer postoji ta reflektujuća traka napravljena od svile. I kako vidite, reintegriše se u tkivu. A reintegracija u ljudskom telu nije jedina stvar. Ali važna je reintegracija u prirodi. Imate vreme, protein, i sada svilena šolja poput ove može biti bačena bez osećaja krivice. (aplauz) Za razliku od polistirenih čaša koje nažalost ispunjavaju naša polja svaki dan. Jestivo je, možete pakovati hranu u to, tako da se ona može kuvati sa hranom. Nije ukusno, pa će mi biti potrebna pomoć oko toga.

Ali verovatno najznačajnija stvar jeste što se pravi pun krug. Svila se, tokom samo-okupljajućeg procesa, ponaša kao čaura iz bioloških razloga. I ako promenite recept, i dodate stvari prilikom izlivanja - dakle dodate stvari u vašu tečnu soluciju svile - gde se ove stvari enzimišu ili vakcinišu ili stvaraju antitela, samo-okupljajući proces čuva biološku funkciju ovih supstanci. I čini da materijali budu aktivni u okolini i međusobno. I tako onaj šraf o kojem ste ranije razmišljali može biti iskorišćen da spoji kost - polomljenu kost - i ubacuje lek u isto vreme, dok vaša kost zarasta, na primer. Ili možete staviti lek u vaš novčanik a ne u vaš frižider. Napravili smo svilenu kartu sa penicilinom u njoj. I pohranili smo ga na 60 stepeni C, dakle 140 stepeni farenhajta, na dva meseca bez gubitka efikasnosti penicilina. I to bi moglo biti - (aplauz) i to bi potencijalno mogla biti dobra alternativa hladnim skladištenim pakovanjima. I naravno, nema smisla imati skladište ako ga ne možete koristiti.

I postoji i to drugo jedinstveno svojstvo koje ovaj materijal ima, oni su programirani za razgradnju. Tako da ovo što ovde vidite je drugačije. Na vrhu, imate film koji je programiran da se ne razgrađuje, a na dnu, film koji je programiran da se razgradi u vodi. I to što vidite na ovom filmu na dnu otpušta ono što je unutra. Dakle omogućava oporavak onoga što smo sačuvali ranije. I to omogućava kontrolisan unos lekova i reintegraciju u okruženju svih ovih formata koje ste videli.

Dakle otkriće do kojeg smo došli je zapravo osobina. Strastveni smo u vezi ideje da sve što želite da uradite, bilo da je to zamena vene ili kosti, ili da mikroelektonika bude više održiva, možda pijete kafu iz šolje i da je bacite bez griže savesti, možda nosite svoje lekove u džepu, unesete ih u vaše telo ili prenesete preko pustoši, odgovor može biti u svojstvima svile.

Hvala vam.

(aplauz)