菲奥伦佐·奥梅内托：蚕丝，未来的古老材料

谢谢 很高兴能来到这里 我要谈谈一种新的古老的材料 它仍在不断的让我们惊叹 这可能会改变我们对 材料科学和高科技的方式的认识 -- 也许，继续发展下去的话 还会为医学和全球健康做出贡献，还能帮助重新造林 这是个大胆的宣言 我将告诉你更多的信息 实际上这材料有些特性让它好的令人难以置信 可持续性，这是种可持续的材料 仅用水在室温下就能生产 -- 并且是可生物降解的 你能看着它在一杯水里立刻溶解 或是稳定的存在数年 它可食用，移植人体 而不会造成任何免疫反应 它事实上还能融入了身体 这是高科技的 它能像微电子元件 或是光电子元件那样运作 这种材料 看起来像这样 实际上，你所看到的材料是清晰透明的 这材料的成分只有水和蛋白质

这种材料就是蚕丝 这与我们过去 所想到的的蚕丝有些不同 问题是，如何重新发明一个 已经存在了五千年的事物？ 发现的过程,通常,也是来自自然的启发 我们对桑蚕惊叹不已 -- 各位看到的这只桑蚕正在吐丝 桑蚕所做的了不起的事是： 蚕丝中有两种成分，蛋白质和水 原保存于在桑蚕的腺体中 以此来制造这种异常坚固的保护性材料 -- 可以比得上人造纤维 比如芳纶 在逆向工程学工程中 根据我们所了解的 根据我们所熟悉的 针对纺织工业 纺织工业从蚕茧中抽丝 然后编织出精美织物 我们想知道如何由水和蛋白质 产生这种液态的芳纶，这种自然的芳纶

因此关键是 如何真正地对其进行逆向工程 从蚕茧回到腺体 并水和蛋白质成为你的原始材料 这一关键 来自二十年前 我有幸与其共同工作的一个人 大卫·卡普兰 这样我们得到了这些原始材料 用这些原始材料被还原成基本构件 我们用它们做出了各种东西 -- 比如,这个薄膜 我们对它构造简单这优点加以利用 这些薄膜的制作方法就是 利用了蛋白质在它们所做的这事上 极其聪明这一优点 它们会自行组装起来 制作方法很简单：拿出丝绸溶液，倒入容器 等待蛋白质自行组装起来 然后分离蛋白质，就得到了这个薄膜 蛋白质找到自己的位置并随着水的蒸发

但这薄膜也具有高科技性 这表示什么呢？ 这意味着你能用它作为 一些拥有典型技术的事物的界面 比如微电子和纳米技术 这图片中的DVD光盘 只是说明一点 蚕丝能适应非常精细的表面 意味着它们能复制纳米程度上的细节 它能刻录下信息 在这影碟上 我们利用由水和蛋白质制成的胶片来记录下信息 我们尝试了一些，而且我们在这片丝上写下了一条讯息 就在这里，这讯息就在这里 就好像刻录在影碟上，只是你要用光学读取 这要求一个很稳定的手 这也是为什么我决定在这么多人面前展示的原因 让我们来看看 你能看到透过透明的薄膜 然后... （掌声） 最关键的技巧 是我的手需要持续足够长时间的静止

一旦你有了这材料的 这些特性 接下去你就能做很多事情 实际上对于这薄膜没有什么限制 这材料可以胜任很多的设计样式 你也能做一些疯狂的是，你能做很多视觉元件 或者微型的排列 就像你跑鞋上的反光带 或者你能做一些漂亮的东西 如果摄像师能捕捉到，你试一下 你能在薄膜内加注三维的图像 如果角度正确的哈 你能从这丝制薄膜上看见全息图像 你也能做其他事情 你能想象到你也许能用纯蛋白来引导光线 所以我们做出了光纤

但是丝绸是广泛性 它能做的不仅仅是光学 你能想出不同的设计 比如说，如果你害怕去医院讨厌打针的话 我们能做出微型针头 你现在屏幕上看到的是人的头发 上面的就是用丝做的针-- 给大家一个尺寸的概念 你也能做更大型的东西 你能做齿轮螺帽螺栓-- 那些你能在全食超市买到的 而且齿轮在水里也是能工作的 当你想到替换机械部件的话 如果你想要些牢固的东西的话也许用的到这种液态的纤维 来移植到外周静脉，打个比方说， 或者整根骨头 我们已经有了一些制造小型头骨 的经验-- 我们叫它小约里克 （笑声） 但是你也能制做像杯子一类的东西，打个比方 而且，如果你加点金粉，如果你加点半导体 你就做成了覆盖在事物表面的传感器 你能做那种可以夹取和包裹的 电子元件 或者如果你够前卫，一些丝制发光纹身

这就是广泛性，就如你看到的那样 在材料设计方面 你能用纤维丝来做文章 但是它还是有些独特的特征 我指的是，为什么 我在开始的时候简单的提了一下； 蛋白质是生物可降解的也是生物兼容的 你这里看到的是一张组织横截图 这代表着什么呢，这就是生物可降解性和生物兼容性吗？ 你能把它移植到体内而不需要取出 这意味着所有你之前看到的所有的设备和设计 本质上，是会被移除和消除的 你这里看到的组织截面 是，实际上，你看到的是反射条 这就像你在夜间看到一辆车一样 只要你照射这组织，你就能看到大致的样子 你能看到组织下更深层的 因为这个反光带是用丝做的 你这里看到的，它和组织细胞所融合 和人体融合 不是件大事 但是和自然融合才是真正重要的 你有时间，有蛋白质 有个像这样的丝质杯子 就能毫无内疚的随手扔掉 （掌声） 不像塑料 那种不幸每天填满我们的垃圾场的杯子 它是可食用的 你能用这个打包食物 你也能把它和食物一起烹饪 它尝起来不是很好 这方面我还是需要一些帮助

但是也许最重要的事情是它有循环机制 丝，在自我结合阶段 表现为生物态的虫茧 如果你变动下方法 当你倒入的时候加入一点东西-- 加一点让丝液化的东西-- 比如酵素 或者抗体或者疫苗 那自我结合阶段 会保持这些加入物的生化功能 这使得材料能作用 和互相作用 所以你先前考虑到的螺丝 就能切实利用 来固定骨头--把断裂的骨头固定在一起 同时也释放出药物 同时让你的骨头愈合，打个比方说 或者你能把药放在你的皮夹里而不是你的冰箱里 我们研发出带有青霉素 的丝片 我们在60摄氏度下保存 也就是140华氏度下， 大约2个月青霉素都没有失去它的效用 所以这个可以成为--- （掌声） 这也成为太阳能冷冻骆驼的 的潜在替换品 当然，如果不能使用储存也就没有意义了

这也是这个材料另一个独特的特性 这个材料，它们可以根据设计来降解 你这里看到的就是区别 在上排，你有个薄膜是被设计成不能降解的 在下排，薄膜是被设计成能在水中降解的 在下排的薄膜你所看到的 是它释放出了在其内部的物质 所以它是能够恢复到我们之前保存是的状态的 这就实现了一种可控的药物传输途径 以及所有你所见到的设计 对环境的融合

我们发现过程真的是一个曲折的过程 我们热衷与任何你想做的事情 无论你是想换静脉还是骨头 微电子学领域更加的可持续 或者用被子和一杯咖啡 然后顺手把它丢了也不会内疚 也许用钱包来装你的药物 运送到你体内 或者穿越沙漠来运送它们 答案也许就在丝茧中

谢谢

（掌声）