Fiorenzo Omenetto: Silk, the ancient material of the future

Μετάφραση: Toula Papapantou Επιμέλεια: Vasiliki Fragkoulidou

Thank you.

Ευχαριστώ.

I'm thrilled to be here.

Είμαι ενθουσιασμένος που βρίσκομαι εδώ.

I'm going to talk about a new, old material

Θα μιλήσω για ένα νέο, παλιό υλικό

that still continues to amaze us,

που δεν παύει να μας εκπλήσσει,

and that might impact the way we think

και είναι πολύ πιθανό ν' αλλάξει το τρόπο σκέψης μας

about material science, high technology --

για την επιστήμη των υλικών,την υψηλή τεχνολογία-

and maybe, along the way,

και ίσως, παράλληλα,

also do some stuff for medicine and for global health and help reforestation.

να βοηθήσει την ιατρική και την παγκόσμια υγεία και να βοηθήσει στην αναδάσωση.

So that's kind of a bold statement.

Μπορεί να είναι μια κάπως τολμηρή δήλωση.

I'll tell you a little bit more.

Θα σας πω κάτι ακόμα.

This material actually has some traits that make it seem almost too good to be true.

Αυτό το υλικό έχει κάποιες ιδιότητες που είναι σχεδόν πολύ καλές για να είναι αληθινές.

It's sustainable; it's a sustainable material

Είναι αειφόρο -είναι ένα αειφόρο υλικό

that is processed all in water and at room temperature --

που η επεξεργασία του γίνεται μέσα στο νερό και σε θερμοκρασία δωματίου-

and is biodegradable with a clock,

και είναι βιοδιασπώμενο, μπορείς να παρακολουθείς τη διαδικασία,

so you can watch it dissolve instantaneously in a glass of water

και να το βλέπεις να διαλύεται στιγμιαία σ΄ενα ποτήρι νερό

or have it stable for years.

ή να παραμένει σταθερό για χρόνια.

It's edible; it's implantable in the human body

Είναι βρώσιμο.Μπορεί να εμφυτευθεί στο ανθρώπινο σώμα

without causing any immune response.

χωρίς να προκαλέσει καμμιά ανοσολογική αντίδραση.

It actually gets reintegrated in the body.

Στην πραγματικότητα απορροφάται απο το σώμα

And it's technological,

Και έχει τεχνολογικά χαρακτηριστικά

so it can do things like microelectronics,

ώστε μπορεί να καταφέρει πράγματα που κάνουν η μικροηλεκτρονική,

and maybe photonics do.

και πιθανόν και η φωτονική.

And the material

Και το υλικό

looks something like this.

έχει αυτή την εικόνα.

In fact, this material you see is clear and transparent.

Στην πραγματικότητα, αυτό το υλικό που βλέπετε είναι καθαρό και διάφανο.

The components of this material are just water and protein.

Τα συστατικά αυτού του υλικού είναι απλώς νερό και πρωτείνη.

So this material is silk.

Αυτό το υλικό,λοιπόν, είναι μετάξι.

So it's kind of different

Ετσι, είναι κάπως διαφορετικό

from what we're used to thinking about silk.

από αυτό που, συνήθως ,έχουμε κατά νου για το μετάξι.

So the question is, how do you reinvent something

Το θέμα είναι, λοιπόν, πώς ξαναεφευρίσκεις κάτι

that has been around for five millennia?

που μετρά πάνω απο πέντε χιλιετίες ζωής;

The process of discovery, generally, is inspired by nature.

Η διαδικασία της ανακάλυψης έχει την έμπνευσή της στη φύση.

And so we marvel at silk worms --

Θαυμάζουμε, λοιπόν, τους μεταξοσκώληκες-

the silk worm you see here spinning its fiber.

ο μεταξοσκώληκας που εδώ φαίνεται να υφαίνει τις ίνες του.

The silk worm does a remarkable thing:

Ο μεταξοσκώληκας κάνει ένα θαυμάσιο πράγμα:

it uses these two ingredients, protein and water,

χρησιμοποιεί δυο συστατικά, πρωτείνη και νερό,

that are in its gland,

που βρίσκονται στον αδένα του,

to make a material that is exceptionally tough for protection --

για να φτιάξει ένα υλικό που είναι εξόχως σκληρό για προστασία-

so comparable to technical fibers

που συγκρίνεται με τις τεχνικές ίνες

like Kevlar.

όπως το Κέβλαρ.

And so in the reverse engineering process

Έτσι, στην αντίστροφη μηχανική επεξεργασία

that we know about,

που γνωρίζουμε,

and that we're familiar with,

και είμαστε εξοικειωμένοι

for the textile industry,

με τη κλωστουφαντουργία,

the textile industry goes and unwinds the cocoon

η κλωστουφαντουργία πάει και ξετυλίγει το κουκούλι

and then weaves glamorous things.

και μετά υφαίνει λαμπερά πράγματα.

We want to know how you go from water and protein

Θέλουμε να μάθουμε πώς φτάνουμε απο το νερό και την πρωτείνη

to this liquid Kevlar, to this natural Kevlar.

σ' αυτό το υγρό Κέβλαρ, σ' αυτό το φυσικό Κέβλαρ.

So the insight

Έτσι η γνώση είναι

is how do you actually reverse engineer this

πώς να αντιστρέψεις αυτή τη μηχανική επεξεργασία

and go from cocoon to gland

και να πας απο το κουκούλι στον αδένα

and get water and protein that is your starting material.

και να παίρνεις νερό και πρωτείνη που αποτελούν το αρχικό σου υλικό.

And this is an insight

Και αυτή τη γνώση

that came, about two decades ago,

την αποκτήσαμε σχεδόν δυο δεκαετίες πριν,

from a person that I'm very fortunate to work with,

απο κάποιον με τον οποίο είχα τη μεγάλη τύχη να συνεργαστώ,

David Kaplan.

τον Ντείβιντ Κάπλαν.

And so we get this starting material.

Ετσι, λοιπόν έχουμε το αρχικό υλικό,

And so this starting material is back to the basic building block.

Και αυτό το αρχικό υλικό επανέρχεται στο βασικό δομικό στοιχείο.

And then we use this to do a variety of things --

Και μετά το χρησιμοποιούμε για να κάνουμε ένα σωρό πράγματα-

like, for example, this film.

όπως, για παράδειγμα, αυτό το φιλμ.

And we take advantage of something that is very simple.

Και αξιοποιούμε κάτι που είναι πολύ απλό.

The recipe to make those films

Η συνταγή να κάνουμε αυτά τα φιλμ

is to take advantage of the fact

είναι να αξιοποιήσουμε το γεγονός οτι

that proteins are extremely smart at what they do.

αυτές οι πρωτείνες λειτουργούν με εξαιρετικά έξυπνο τρόπο.

They find their way to self-assemble.

Βρίσκουν το δικό τους τρόπο της αυτο- συναρμολόγησης.

So the recipe is simple: you take the silk solution, you pour it,

Η συνταγή, είναι απλή: παίρνεις το διάλυμα του μεταξιού, το χύνεις,

and you wait for the protein to self-assemble.

και περιμένεις την πρωτείνη να αυτοσυναρμολογηθεί.

And then you detach the protein and you get this film,

Και μετά αποσπάς την πρωτείνη και έχεις αυτό το φιλμ,

as the proteins find each other as the water evaporates.

καθώς οι πρωτείνες συγκεντρώνονται ενω το νερό εξατμίζεται.

But I mentioned that the film is also technological.

Ανέφερα οτι και το φιλμ έχει τεχνολογικά χαρακτηριστικά.

And so what does that mean?

Τι σημαίνει αυτό;

It means that you can interface it

Σημαίνει οτι μπορείς να το συνδέσεις

with some of the things that are typical of technology,

με μερικά πράγματα που είναι αντιπροσωπευτικά δείγματα της τεχνολογίας

like microelectronics and nanoscale technology.

όπως η μικροηλεκτρονική και η τεχνολογία σε νανοεπίπεδο.

And the image of the DVD here

Και αυτή η εικόνα του DVD

is just to illustrate a point

μας βοηθά να καταδείξουμε

that silk follows very subtle topographies of the surface,

οτι το μετάξι ακολουθεί πολύ διακριτικές τοπογραφίες στην επιφάνεια,

which means that it can replicate features on the nanoscale.

που σημαίνει οτι μπορεί να αναπαράγει χαρακτηριστικά σε νανοκλίμακα.

So it would be able to replicate the information

Θα μπορούσε, με αυτό τον τρόπο να αναπαράγει τις πληροφορίες

that is on the DVD.

που υπάρχουν στο DVD.

And we can store information that's film with water and protein.

Και μπορούμε να αποθηκεύσουμε πληροφορίες που είναι φιλμ με νερό και πρωτείνη.

So we tried something out, and we wrote a message in a piece of silk,

Ετσι, κάναμε μια δοκιμή και γράψαμε ενα μήνυμα σ' ένα κομμάτι μετάξι,

which is right here, and the message is over there.

που είναι ακριβώς εδώ, και το μήνυμα είναι εκεί.

And much like in the DVD, you can read it out optically.

Και μπορεί κανείς να το διαβάσει όπως και το DVD.

And this requires a stable hand,

Αυτό απαιτεί σταθερό χέρι,

so this is why I decided to do it onstage in front of a thousand people.

για αυτό αποφάσισα να το κάνω επι σκηνής και παρουσία χιλιάδων ανθρώπων.

So let me see.

Για να δούμε, λοιπόν.

So as you see the film go in transparently through there,

Καθώς, λοιπόν, βλέπετε το φιλμ να περνά με διαφανή τρόπο απο εδώ,

and then ...

και μετά...

(Applause)

(Χειροκρότημα)

And the most remarkable feat

Και το πιό αξιοσημείωτο κατόρθωμα

is that my hand actually stayed still long enough to do that.

είναι οτι το χέρι μου παρέμεινε σταθερό όση ώρα το έκανε αυτό.

So once you have these attributes

Ετσι, απ' τη στιγμή που υπάρχουν αυτές οι ιδιότητες

of this material,

αυτου του υλικού

then you can do a lot of things.

τότε μπορείς να κάνεις πολλά πράγματα.

It's actually not limited to films.

Στην πραγματικότητα δεν περιορίζεται στα φιλμ

And so the material can assume a lot of formats.

Και έτσι το υλικό μπορεί να αποκτήσει πολλές μορφές.

And then you go a little crazy, and so you do various optical components

Και μετά τρελλαίνεσαι και κάνεις διάφορες οπτικές συνθέσεις

or you do microprism arrays,

ή κάνεις μικροσκοπικές διατάξεις

like the reflective tape that you have on your running shoes.

όπως η αντανακλαστική ταινία που έχουμε στα αθλητικά μας παπούτσια

Or you can do beautiful things

Ή μπορείς να κάνεις όμορφα πράγματα

that, if the camera can capture, you can make.

που, αν τα πιάνει η κάμερα, μπορείς να κάνεις.

You can add a third dimensionality to the film.

Έτσι το φίλμ μπορεί να γίνει τρισδιάστατο.

And if the angle is right,

Και κάτω απο σωστή γωνία,

you can actually see a hologram appear in this film of silk.

στην πραγματικότητα μπορείς να δεις ενα ολόγραμμα να εμφανίζεται σ΄αυτό το φιλμ απο μετάξι.

But you can do other things.

Μπορείς να κάνεις και άλλα πράγματα.

You can imagine that then maybe you can use a pure protein to guide light,

Μπορείς να φανταστείς την πιθανότητα της χρήσης καθαρής πρωτείνης για την καθοδήγηση του φωτός.

and so we've made optical fibers.

και έτσι φτιάξαμε οπτικές ίνες.

But silk is versatile and it goes beyond optics.

Ωστόσο, το μετάξι έχει πολλές χρήσεις εκτός απο την οπτική.

And you can think of different formats.

Και μπορεί κανείς να σκεφτεί διαφορετικές μορφές.

So for instance, if you're afraid of going to the doctor and getting stuck with a needle,

Όπως, για παράδειγμα, κάποιος που φοβάται να πάει στο γιατρό και τρομάζει στην ιδέα του τρυπήματος με βελόνα.

we do microneedle arrays.

Κατασκευάζουμε διατάξεις με μικροβελόνες.

What you see there on the screen is a human hair

Αυτό που βλέπετε στη οθόνη είναι τρίχες ανθρώπινες.

superimposed on the needle that's made of silk --

τοποθετημένες σε βελόνα καμωμένη απο μετάξι-

just to give you a sense of size.

για να πάρετε μια αίσθηση μεγέθους.

You can do bigger things.

Μπορεί να κάνει κανείς μεγαλύτερα πράγματα.

You can do gears and nuts and bolts --

Μπορείς να κάνεις συσκευές και βίδες και παξιμάδια-

that you can buy at Whole Foods.

που μπορείς ν'αγοράσεις σε καταστήματα Υγιεινής Διατροφής.

And the gears work in water as well.

Και οι συσκευές είναι λειτουργικές και στο νερό.

So you think of alternative mechanical parts.

Έτσι σκέφτεσαι εναλλακτικά μηχανικά μέρη.

And maybe you can use that liquid Kevlar if you need something strong

Πιθανόν να μπορείς να χρησιμοποιήσεις αυτό το υγρό Κέβλαρ αν χρειάζεσαι κάτι δυνατό

to replace peripheral veins, for example,

για αντικατάσταση περιφερικής φλέβας, για παράδειγμα,

or maybe an entire bone.

ή πιθανόν ενός ολόκληρου κόκαλου.

And so you have here a little example

Εδώ είναι ένα μικρό παράδειγμα

of a small skull --

ενός μικρού κρανίου-

what we call mini Yorick.

που ονομάζουμε μίνι Γιόρικ.

(Laughter)

(Γέλια)

But you can do things like cups, for example,

Μπορείς να κάνεις πράγματα όπως κύπελα, για παράδειγμα,

and so, if you add a little bit of gold, if you add a little bit of semiconductors

και αν προσθέσεις και λίγο χρυσό, και κάποιους ημιαγωγούς

you could do sensors that stick on the surfaces of foods.

μπορείς να κάνεις αισθητήρες που κολλάς στην επιφάνεια των τροφίμων.

You can do electronic pieces

Μπορείς να κάνεις ηλεκτρονικά κομμάτια

that fold and wrap.

που διπλώνουν και τυλίγονται.

Or if you're fashion forward, some silk LED tattoos.

Ή αν είσαι μπροστά στη μόδα, τατουάζ LED απο μετάξι

So there's versatility, as you see,

Οπως βλέπετε, υπάρχει πολυμορφικότητα

in the material formats,

στις μορφές των υλικών

that you can do with silk.

που μπορούν να γίνουν απο μετάξι.

But there are still some unique traits.

Ωστόσο, υπάρχουν μερικά μοναδικά χαρακτηριστικά

I mean, why would you want to do all these things for real?

Εννοώ, γιατί να θέλει κανείς να κατασκευάσει όλα αυτά τα πράγματα, αλήθεια ;

I mentioned it briefly at the beginning;

Το ανέφερα σύντομα στην αρχή της ομιλίας μου,

the protein is biodegradable and biocompatible.

η πρωτείνη είναι βιοδασπώμενη και βιοσυμβατή

And you see here a picture of a tissue section.

και βλεπετε εδώ μια εικόνα τομής ιστού.

And so what does that mean, that it's biodegradable and biocompatible?

Και τι σημαίνει να είναι βιοδασπώμενη και βιοσυμβατή;

You can implant it in the body without needing to retrieve what is implanted.

Μπορεί να εμφυτευθεί στο σώμα χωρίς απαραίτητα να ανακτηθεί.

Which means that all the devices that you've seen before and all the formats,

Αυτό σημαίνει οτι όλα τα υλικά που μόλις είδατε και όλες οι μορφές

in principle, can be implanted and disappear.

μπορούν, θεωρητικά, να εμφυτευθούν και να εξαφανιστούν.

And what you see there in that tissue section,

Και αυτό που βλέπετε εκει είναι τομή ιστού,

in fact, is you see that reflector tape.

στην πραγματικότητα βλέπετε την αντανακλαστική ταινία.

So, much like you're seen at night by a car,

Με τον ίδιο τρόπο που είναι κάποιος ορατός απο ένα αυτοκίνητο τη νύχτα,

then the idea is that you can see, if you illuminate tissue,

έτσι η ιδέα είναι οτι μπορεί κανείς να δει έναν ιστό αν τον φωτίσει,

you can see deeper parts of tissue

μπορεί να δει βαθύτερα σημεία του ιστού

because there is that reflective tape there that is made out of silk.

χάρη στην αντανακλαστική ταινία που είναι φτιαγμένη απο μετάξι.

And you see there, it gets reintegrated in tissue.

Και βλέπετε, ξαναενσωματώνεται στον ιστό.

And reintegration in the human body

Και επανενσωμάτωση στο ανθρώπινο σώμα

is not the only thing,

δεν είναι το μόνο πράγμα.

but reintegration in the environment is important.

αλλά η επανενσωμάτωση στο περιβάλλον είναι σημαντική.

So you have a clock, you have protein,

Έτσι έχεις ενα ρολόι, έχεις πρωτείνη,

and now a silk cup like this

και τώρα ενα κύπελο απο μετάξι σαν και τούτο

can be thrown away without guilt --

που μπορεί κανείς να τα πεταξει χωρίς ενοχές-

(Applause)

(Χειροκρότημα)

unlike the polystyrene cups

σε αντίθεση με τα κύπελα απο πολυστιρένιο

that unfortunately fill our landfills everyday.

που δυστυχώς γεμίζουν καθημερινά τις χωματερές μας.

It's edible,

Είναι βρώσιμο,

so you can do smart packaging around food

επομένως μπορείς να έχεις όμορφες συσκευασίες τροφίμων

that you can cook with the food.

που χρησιμοποιείς για μαγείρεμα μαζί με τα τρόφιμα

It doesn't taste good,

Δεν έχει καλή γεύση

so I'm going to need some help with that.

κι έτσι θα χρειαστώ κάποια βοήθεια γι΄αυτό.

But probably the most remarkable thing is that it comes full circle.

Αλλά το πιό σημαντικό είναι οτι κάνει πλήρη κύκλο.

Silk, during its self-assembly process,

Το μετάξι, στη διαδικασία της αυτοσυναρμολόγησης,

acts like a cocoon for biological matter.

λειτουργεί όπως ένα κουκούλι για βιολογική ύλη.

And so if you change the recipe,

Έτσι, αν αλλάξεις τη συνταγή,

and you add things when you pour --

και προσθέσεις πράγματα όταν το χύνεις-

so you add things to your liquid silk solution --

προσθέτεις, λοιπόν, πράγματα στο υγρό διάλυμα μεταξιού-

where these things are enzymes

όπου αυτά τα πράγματα είναι ενζυμα

or antibodies or vaccines,

ή αντισώματα ή εμβόλια,

the self-assembly process

η διαδιακασία αυτοσυναρμολόγησης

preserves the biological function of these dopants.

συντηρεί τη βιολογική λειτουργία αυτών των προσμίξεων.

So it makes the materials environmentally active

Έτσι καθιστά τα υλικά ενεργά προς το περιβάλλον,

and interactive.

και διαδραστικά.

So that screw that you thought about beforehand

Αυτή η βίδα που σκεφθήκατε προκαταβολικά

can actually be used

μπορεί στην πραγματικότητα να χρησιμοποιηθεί

to screw a bone together -- a fractured bone together --

για να στερεώσει κανείς ενα κόκαλο-ενα σπασμένο κόκαλο-

and deliver drugs at the same,

και να παρέχει φαρμακευτική αγωγή παράλληλα,

while your bone is healing, for example.

με τη διαδικασία γιατρειάς του κόκαλου, για παράδειγμα.

Or you could put drugs in your wallet and not in your fridge.

Ή θα μπορούσαμε να τοποθετήσουμε τα φάρμακα στο πορτοφόλι και όχι στο ψυγειο.

So we've made a silk card

Φτιάξαμε λοιπόν μια κάρτα απο μετάξι

with penicillin in it.

που περιέχει πενικιλίνη.

And we stored penicillin at 60 degrees C,

Και αποθηκεύσαμε την πενικιλίνη στους 60 βαθμούς Κελσίου

so 140 degrees Fahrenheit,

επομένως 140 βαθμούς Φαρεναιτ,

for two months without loss of efficacy of the penicillin.

για δυο μήνες χωρίς η πενικιλίνη να χάσει την αποτελεσματικότητα της.

And so that could be ---

Και αυτό θα μπορούσε να είναι-

(Applause)

( Χειροκρότημα)

that could be potentially a good alternative

αυτό θα μπορούσε δυνητικά να αποτελέσει μια καλή εναλλακτική

to solar powered refrigerated camels. (Laughter)

για καμήλες που ψύχονται με την ηλιακή ενέργεια.( Γέλια)

And of course, there's no use in storage if you can't use [it].

Και ασφαλώς, δεν υπάρχει λόγος να αποθηκεύσει κανείς αν δεν πρόκειται να κάνει χρήση.

And so there is this other unique material trait

Και έτσι βλέπουμε την άλλη μοναδική ιδιότητα αυτού του υλικού

that these materials have, that they're programmably degradable.

που έχουν αυτά τα υλικά, οτι μπορεί να προγραμματισθεί η διάσπαση τους.

And so what you see there is the difference.

Και αυτό που βλέπετε είναι η διαφορά.

In the top, you have a film that has been programmed not to degrade,

Στην πάνω σειρά, υπάρχει ενα φιλμ που έχει προγραμματισθεί να μη διασπαστεί,

and in the bottom, a film that has been programmed to degrade in water.

και στην κάτω ένα φιλμ που έχει προγραμματισθεί να διασπαστεί στο νερό.

And what you see is that the film on the bottom

Βλέπουμε λοιπόν, οτι το φιλμ στην κάτω σειρά

releases what is inside it.

απελευθερώνει τα υλικά που έχει μέσα του.

So it allows for the recovery of what we've stored before.

Αφήνοντας περιθώρια για την ανάκτηση αυτών που έχουμε ήδη αποθηκεύσει.

And so this allows for a controlled delivery of drugs

Και, έτσι, μπορούμε να έχουμε έλεγχο της απόθεσης των φαρμάκων

and for reintegration in the environment

και την επανενσωμάτωση στο περιβάλλον

in all of these formats that you've seen.

σε όλες τις μορφές που είδατε.

So the thread of discovery that we have really is a thread.

Η κλωστή της ανακάλυψης είναι στην πραγματικότητα μια κλωστή.

We're impassioned with this idea that whatever you want to do,

Είμαστε παθιασμένοι με την ίδέα πως ο,τι θέλεις να κάνεις,

whether you want to replace a vein or a bone,

είτε πρόκειται για αντικατάσταση φλέβας είτε κόκαλου,

or maybe be more sustainable in microelectronics,

ή, πιθανόν, αν θέλεις περισσότερη βιώσιμότητα στην μικροηλεκτρονική,

perhaps drink a coffee in a cup

πιθανόν να πιεις καφέ σε κύπελο

and throw it away without guilt,

και να το πετάξεις χωρίς ενοχές,

maybe carry your drugs in your pocket,

πιθανόν να κουβαλάς τα φάρμακά σου στην τσέπη σου,

deliver them inside your body

να τα αποθέσεις στο σώμα σου

or deliver them across the desert,

ή να τα πετάξεις στην έρημο,

the answer may be in a thread of silk.

η απάντηση πιθανόν να είναι σε μια κλωστή μεταξιού.

Thank you.

Ευχαριστώ.

(Applause)

(Χειροκρότημα)