Fiorenzo Omenetto: Lụa, chất liệu xưa cho tương lai

Cảm ơn các bạn. Tôi thực sự xúc động khi ở đây. Tôi sẽ trình bày về 1 vật liệu xưa theo cách mới mà vẫn đang tiếp tục khiến chúng ta kinh ngạc, nó có thể ảnh hưởng đến cách nghĩ của chúng ta về khoa học vật chất, về công nghệ cao -- và cũng có thể, nó đồng thời tạo ra 1 vài thứ cho y học và cho sức khỏe toàn cầu, giúp cho sự tái trồng rừng. Đó là những trình bày đậm nét của tôi. Tôi sẽ nói thêm cho các bạn rõ. Vật liệu này thực ra có 1 vài đặc điểm khiến nó dường như quá tốt để trở thành sự thật. Nó bền vững; đây hẳn là 1 chất liệu bền vững để có thể xử lý trong môi trường nước và ở nhiệt độ phòng -- và nó có thể bị vi khuẩn làm cho thối rữa, như vậy bạn có thể quan sát nó phân hủy ngay lập túc trong 1 cốc nước hay có thể bền vững trong nhiều năm. Nó không có đôc; nó được gây nhiễm vào cơ thể người mà không gây ra bất kỳ phản ứng miễn dịch nào. Nó thực sự có thể hòa nhập vào cơ thể. Và nó mang tính công nghệ, nên nó có thể tạo ra những thứ như vi điện tử, hay các lượng tử. Và vật chất đó trông như thế này đây. Trên thực tế, vật chất mà bạn nhìn thấy trong suốt. Vật chất này tạo nên chỉ từ hợp chất của nước và prôtein.

Và vật chất đó chính là lụa. Nó khác với những gì chúng ta từng nghĩ về lụa. Câu hỏi đặt ra là, làm thế nào để tái tạo 1 thứ đã tồn tại khoảng 5 thiên niên kỷ? Quá trình khám phá, nói chung là, được truyền cảm hứng từ tự nhiên. Chúng tôi thực sự thấy kinh ngạc với loài tằm -- loài tằm mà bạn thấy đang nhả tơ như vậy. Loài tằm đã làm được 1 điều kỳ lạ: chúng sử dụng 2 thành phần, prôtein và nước, những thứ có sẵn trong các tuyến của chúng, để tạo ra 1 vật liệu bảo vệ bền vững hiếm có -- so sánh với các loại vải kĩ thuật như Kevlar. Trong quy trình ngược mà chúng ta biết, và quen thuộc với nó, trong ngành công nghiệp dệt, tạo ra rồi tháo những cái kén tằm và rồi dệt nên những thứ đẹp tuyệt vời. Chúng tôi muốn biết làm thế nào để phát triển từ nước và prôtein đến Kevlar lỏng, và Kevlar tự nhiên.

Sự hiểu biết là ở chỗ làm thế nào bạn vận hành ngược đi từ kén đến các tuyến rồi thu được nước và prôtein, những vật liệu ban đầu. Sự hiểu biết này được biết đến khoảng 2 thập kỷ trước bởi 1 người mà tôi may mắn được làm việ cùng, David Kaplan. Và chúng tôi bắt đầu thu được vật liệu ban đầu. Chúng được đem trở lại những khuôn mẫu. Và chúng tôi sử dụng nó để làm rất nhiều thứ -- ví dụ như phim Chúng tôi tận dụng những thứ rất đơn giản. Công thức để tạo nên những cuộn phim này là lợi dụng thực tế rằng prôtein rất thông minh ở những việc mà nó làm. Chúng biết cách tự lắp ráp. Vậy nên công thức rất đơn giản: bạn lấy lụa, nhúng nó vào nước, rồi đợi prôtein tự lắp ráp. Và rồi bạn tháo prôtein ra và thu được phim, như thể prôtein tự tìm đến nhau vì [nước bay hơi.]

Nhưng tôi muốn nói rằng những cuộn phim này cũng mang tính kỹ thuật. Điều đó nghĩa là gì? Điều đó có nghĩa là bạn có thể dùng chung nó với những thứ khác đặc trưng cho công nghệ, như là vi điện tử hay công nghệ nano. Bức ảnh của đĩa DVD ở đây chỉ là minh họa cho việc lụa có thể trải trên bề mặt của địa hình rất mỏng, có nghĩa là bạn có thể tái tạo những đặc điểm này ở dạng nano. Và nó có khả năng tái tạo thông tin trong chiếc đĩa DVD. Và bạn có thể lưu trữ thông tin bằng nước và prôtein. Chúng tôi đã tiến hành kiểm tra, bằng cách viết 1 đoạn thư tín lên mảnh lụa, ngay ở đây, đoạn thư ở phía đó. Và cũng giống như với DVD, bạn có thể đọc nó ở phương diện quang học. Nó yêu cầu 1 bàn tay vững chắc, đó là lý do tại sao tôi quyết định thực hiện nó trên sân khấu, trước cả ngàn khán giả. Để tôi xem nào. Bạn thấy đấy, mảng phim trong suốt như thế này, và rồi... (Vỗ tay) Và sự kỳ công đáng kinh ngạc nhất đó là tay tôi phải giữ nó trong khoảng thời gian đủ lâu để được thế này.

Một khi bạn đã biết những thuộc tính của chất liệu này, bạn có thể làm rất nhiều thứ. Không chỉ giới hạn phim. Chất liệu này có thể tạo ra rất nhiều dạng khác. Nếu bạn táo bạo 1 chút, và tạo nên rất nhiều hợp phần quang học khác nhau hay bạn dùng những mạng vi ăng-ten hình lăng trụ, như là 1 cuộn băng phản chiếu ở giày chạy. Hay bạn có thể tạo ra những thứ rất đẹp như là 1 chiếc máy ảnh có thể chụp được. Bạn có thể tạo ra chiều không gian thứ 3 cho cuộn phim. Và nếu bạn có được 1 góc phù hợp, bạn hoàn toàn có thể nhìn thấy 1 kỹ thuật tạo ảnh 3 chiều xuất hiện ở cuộn phim làm từ lụa. Và bạn cũng có thể làm những điều khác nữa. Bạn hãy hình dung rằng bạn có thể sử dụng prôtein nguyên chất để dẫn ánh sáng, và thế là chúng ta có được những vật liệu quang học.

Nhưng lụa cũng rất linh hoạt và chúng có thể làm nhiều hơn cả quang học. Bạn có thể nghĩ tới rất nhiều dạng khác nhau. Ví dụ như, nếu bạn lo lắng về việc phải tới bác sĩ và mắc kẹt với cái kim tiêm, chúng ta sẽ sử dụng các kim tiêm siêu nhỏ. Trên màn hình, bạn đang nhìn thấy 1 sợi tóc người được đặt trên 1 cây kim tiêm làm bằng lụa -- chỉ để các bạn nhìn thấy khả năng kích thước thôi. Bạn có thể nhìn những thứ lớn hơn. Bạn có thể mua những bánh răng, đai ốc và bu-lông -- những thứ bạn có thể mua tại Whole Foods. Và những bánh răng này hoạt động cả trong nước nữa. Vậy là bạn có thể hình dung tới những bộ phận kĩ thuật thay thế. Hoặc bạn có thể sử dụng chất lỏng Kevlar nếu cần 1 thứ gì đó thật khỏe để thay thế cho, ví dụ như, các tĩnh mạch ngoại vi, hoặc cho toàn bộ xương. Và bạn có ở đây 1 ví dụ nhỏ của 1 sọ người nhỏ -- chúng tôi gọi nó là Yorick thu nhỏ. (Tiếng cười) Và bạn có thể tạo ra các vật, ví dụ như, cốc và như thế, nếu bạn có đính thêm 1 ít vàng, 1 ít chất bán dẫn bạn có thể tạo ra các phần tử cảm biến gắn vào bề mặt của thức ăn. Bạn có thể làm những bộ phận điện tử để bọc kín và gói lại. Hay nếu bạn là 1 người thời trang, hãy xăm 1 vài LED bằng lụa.

Và như các bạn thấy đấy, đây thực sự là 1 tính chất đa dụng của các dạng vật liệu, và bạn có nó với lụa. Nhưng vẫn còn 1 vài đặc điểm khác thường nữa. Ý tôi là, tại sao chúng ta muốn làm những điều này trở thành sự thật? Tôi đã đề cập 1 cách ngắn gọn vào lúc đầu: prôtein có thể bị vi khuẩn làm cho thối rữa và tương thích sinh học. Bạn có thể thấy ở đây 1 bức ảnh của chỗ cắt mô. Vậy nó có nghĩa là gì, có phải nó bị vi khuẩn là cho thối rữa và tương thích sinh học? Bạn có thể gây nhiễm nó trong cơ thể mà không cần sửa chữa cái dùng để gây nhiễm. Điều đó có nghĩa là tất cả các thiết bị mà bạn thấy trước đây, và tất cả các dạng, theo nguyên tắc, có thể bị gây nhiễm và biến mất. Và bạn có thể thấy ở vết cắt mô đó, trong thực tế, bạn thấy 1 phần viền phản xạ. Vậy là, giống như 1 cái ô tô nhìn bạn trong bóng tối, ý tưởng là bạn có thể nhìn thấy, nếu bạn chiếu sáng vào mô, bạn có thể thấy các phần sâu hơn của mô đó bởi vì có 1 phần viền phản xạ ánh sáng được làm bằng lụa. Và bạn thấy đó, nó được khôi phục ở trong mô. Và sự khôi phục trong cơ thể người không chỉ là điều duy nhất. Sự khôi phục trong môi trường là quan trọng. Bạn có 1 cái đồng hồ, bạn có prôtein, và giờ 1 cái cốc bằng lụa như thế này có thể bị ném đi mà không thấy tội lỗi. (Vỗ tay) Không giống như những cái cốc làm bằng polyxetiren mà, 1 cách đáng tiếc, đang tràn ngập trong đất đai hàng ngày. Nó không có độc, vậy nên bạn có thể dùng nó để bọc quanh thức ăn và nấu chúng. Nó không ngon miệng đâu, và tôi cần sự trợ giúp với điều đó.

Nhưng có vẻ như, điều đáng quan tâm nhất là nó có 1 sự tuần hoàn kín. Trong quá trình tự lắp ráp, lụa hoạt động như là 1 cái kén với những chất sinh học. Vậy nên nếu bạn thay đổi công thức, và thêm vào 1 số thứ khi đổ vào -- bạn thêm vào 1 số thứ trong dung dịch lụa lỏng -- đó là các enzym, hoặc các kháng nguyên hay vắc xin, quá trình tự lắp ráp bảo quản chức năng sinh học của các chất phụ gia này. Và nó tạo ra các vật liệu tích cực và tương tác với môi trường. Và từ trước, bạn đã nghĩ tới việc có thẻ thực sự sử dụng chúng để gắn xương -- những mảnh xương bị gãy lại với nhau -- và vận chuyển thuốc cùng lúc, khi xương bạn đang được chữa trị, ví dụ như vậy. Hoặc bạn có thể để thuốc vào trong ví mình, chứ không phải trong tủ lạnh. Chúng tôi đã tạo ra các thẻ lụa với các kháng thể penixilin trong đó. Và chúng tôi giữ chúng ở 60 độ C, hay 140 độ F, trong 2 tháng mà không bị suy giảm hiệu lực của penixilin. Và nó có thể là -- (Vỗ tay) có khả năng là 1 sự thay thế tốt cho những con lạc đà trong tủ lạnh chạy bằng năng lượng mặt trời. Và dĩ nhiên là, sẽ không cần thiết để lưu giữ nếu bạn không thể sử dụng.

Và đó là 1 đặc điểm khác thường khác mà vật liệu này có, chúng có thể bị suy yếu theo lập trình. Và bạn có thể thấy 1 sự khác biệt ở đây. Ở phía trên, bạn có 1 mảnh phim được lập trình để không bị suy yếu, và ở phần đáy, mảnh phim đó được lập trình để bị suy biến trong nước. Và bạn có thể thấy mảnh phim ở phía đáy giải phóng những gì bên trong nó. Và cho phép phục hồi những gì chúng ta lưu trữ trước đó. Và cũng cho phép kiểm soát sự phân phát thuốc và sự phục hồi trong môi trường ở tất cả các dạng mà bạn đã thấy.

Và sự phát hiện này thực sự cho chúng ta 1 sợi chỉ. Chúng tôi thực sự say mê với ý tưởng rằng bất cứ điều gì bạn muốn làm, bạn muốn thay thế 1 tĩnh mạch hay xương, hoặc bạn muốn các vi điện tử bền vững hơn, hoặc uống cà phê trong 1 cái cốc mà có thể vứt bỏ nó mà không có cảm giác tội lỗi, hay mang thuốc trong ví của mình, chuyển nó vào trong cơ thế hay chuyển nó qua sa mạc, câu trả lời có thể nằm ở sợi chỉ lụa.

Cảm ơn các bạn.

(Vỗ tay)