Fiorenzo Omenetto: Silk, the ancient material of the future

Fiorenzo Omenetto: seda, el antiguo material del futuro

Traductor: Matilde Davison Revisor: Sebastian Betti

Thank you.

Gracias.

I'm thrilled to be here.

Estoy encantado de estar aquí.

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

Voy a hablar sobre un material viejo y a la vez nuevo

that still continues to amaze us,

que nos sigue asombrando

and that might impact the way we think

y que podría tener un impacto en la manera en que pensamos

about material science, high technology --

sobre la ciencia de los materiales, la alta tecnología

and maybe, along the way,

y, a lo mejor, en el proceso,

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

hacer algo para la medicina y la salud mundial y ayudar con la reforestación.

So that's kind of a bold statement.

Esa es una declaración audaz.

I'll tell you a little bit more.

Les voy a contar un poco más.

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

Este material tiene, en realidad, algunas propiedades que parecen demasiado buenas para ser ciertas.

It's sustainable; it's a sustainable material

Es sustentable; es un material sustentable

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

que es procesado en agua y a temperatura ambiente

and is biodegradable with a clock,

y es biodegradable con degradación programada,

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

de modo que pueden observarlo disolverse instantáneamente en un vaso de agua

or have it stable for years.

o mantenerlo estable durante años.

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

Es comestible; es implantable en el cuerpo humano

without causing any immune response.

sin causar ninguna reacción inmunológica.

It actually gets reintegrated in the body.

En rigor, se reintegra en el cuerpo.

And it's technological,

Y es tecnológico

so it can do things like microelectronics,

de manera que puede usarse en microelectrónica

and maybe photonics do.

y tal vez en fotónica.

And the material

Y el material

looks something like this.

se parece a algo así.

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

De hecho, este material que ven es claro y transparente.

The components of this material are just water and protein.

Los elementos de este material son simplemente agua y proteína.

So this material is silk.

Este material es seda.

So it's kind of different

Pero es diferente

from what we're used to thinking about silk.

a lo que solemos pensar como seda.

So the question is, how do you reinvent something

La pregunta, entonces, es ¿cómo se reinventa algo

that has been around for five millennia?

que ha existido durante cinco milenios?

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

Por lo general, el proceso de descubrimiento se inspira en la Naturaleza.

And so we marvel at silk worms --

Así, nos asombramos ante los gusanos de seda -

the silk worm you see here spinning its fiber.

el gusano de seda que ven aquí hilando su fibra.

The silk worm does a remarkable thing:

El gusano de seda hace algo notable:

it uses these two ingredients, protein and water,

usa estos dos ingredientes, proteína y agua,

that are in its gland,

que se encuentran en sus glándulas,

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

para fabricar un material que es excepcionalmente resistente como protección --

so comparable to technical fibers

comparable a fibras técnicas

like Kevlar.

como el kevlar.

And so in the reverse engineering process

Así, en el proceso de ingeniería inversa

that we know about,

que conocemos,

and that we're familiar with,

y que nos resulta familiar,

for the textile industry,

para la industria textil,

the textile industry goes and unwinds the cocoon

la industria textil deshila el capullo

and then weaves glamorous things.

y luego teje cosas glamorosos.

We want to know how you go from water and protein

Queremos saber cómo se va del agua y la proteína

to this liquid Kevlar, to this natural Kevlar.

a este kevlar líquido, este kevlar natural.

So the insight

El secreto está

is how do you actually reverse engineer this

en cómo se lleva a cabo el proceso de ingeniería inversa

and go from cocoon to gland

para ir desde el capullo hasta la glándula

and get water and protein that is your starting material.

y conseguir agua y proteína que constituyen el material inicial.

And this is an insight

Este descubrimiento

that came, about two decades ago,

tuvo lugar hace dos décadas

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

por una persona con quien tengo la fortuna de trabajar,

David Kaplan.

David Kaplan.

And so we get this starting material.

Así, tenemos este material inicial

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

que constituye el bloque de construcción básica.

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

Y luego lo usamos para hacer una variedad de cosas diferentes

like, for example, this film.

como, por ejemplo, film plástico

And we take advantage of something that is very simple.

Y aprovechamos algo que es muy simple.

The recipe to make those films

La receta para hacer esos films

is to take advantage of the fact

consiste en aprovechar el hecho

that proteins are extremely smart at what they do.

de que las proteínas son extremadamente inteligentes en lo que hacen.

They find their way to self-assemble.

Encuentran la manera de autoagruparse.

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

De modo que la receta es simple: se toma la solución de seda, se la vierte,

and you wait for the protein to self-assemble.

y se espera a que las proteínas se autoagrupen.

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

Y luego se separa la proteína y se obtiene este film,

as the proteins find each other as the water evaporates.

mientras las proteínas se agrupan entre sí a medida que el agua se evapora.

But I mentioned that the film is also technological.

Pero también mencioné que el film es tecnológico.

And so what does that mean?

¿Qué significa eso?

It means that you can interface it

Significa que se lo puede conectar

with some of the things that are typical of technology,

con algunas de las cosas que son típicas de la tecnología,

like microelectronics and nanoscale technology.

como la microelectrónica y la nanotecnología.

And the image of the DVD here

Y la imagen en el DVD aquí

is just to illustrate a point

es simplemente para demostrar que

that silk follows very subtle topographies of the surface,

la seda imita las sutilezas de las topografías de la superficie,

which means that it can replicate features on the nanoscale.

lo cual significa que puede reproducir características en nanoescala.

So it would be able to replicate the information

De modo que podría reproducir la información

that is on the DVD.

que está en el DVD.

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

Y podemos guardar información que es film con agua y proteína.

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

Así, hicimos una prueba y escribimos un mensaje en un pedazo de seda,

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

que está aquí mismo, y el mensaje está allá.

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

Y al igual que en el DVD, se lo puede leer ópticamente.

And this requires a stable hand,

Esto requiere de una mano firme

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

y por eso decidí hacerlo sobre el escenario frente a mil personas.

So let me see.

Déjenme ver.

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

Así, como ven, el film transparente por allí,

and then ...

y luego ...

(Applause)

(Aplausos)

And the most remarkable feat

Y lo más sorprendente de esta hazaña

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

es que mi mano se mantuvo firme el tiempo suficiente como para hacer eso.

So once you have these attributes

De modo que una vez que se tienen estos atributos

of this material,

de este material,

then you can do a lot of things.

se pueden hacer muchas cosas.

It's actually not limited to films.

No está limitado a los films.

And so the material can assume a lot of formats.

El material puede adoptar muchas formas.

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

Y uno se vuelve un poco loco y se hacen varios componentes ópticos

or you do microprism arrays,

o se hacen matrices de micro prismas,

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

como la cinta reflectiva que tienen en sus zapatillas para correr.

Or you can do beautiful things

O pueden hacer cosas lindísimas

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

si pueden ser capturadas por la cámara.

You can add a third dimensionality to the film.

Pueden agregarle una tercera dimensión al film.

And if the angle is right,

Y si el ángulo es correcto,

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

pueden ver un holograma en el film de seda.

But you can do other things.

Pero pueden hacer otras cosas.

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

Pueden imaginarse que se podría usar una proteína pura para impulsar el transporte de luz,

and so we've made optical fibers.

y, así, hemos fabricado fibras ópticas.

But silk is versatile and it goes beyond optics.

Pero la seda es versátil y va más allá de la óptica.

And you can think of different formats.

Pueden pensar en diferentes formatos,

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

y si, por ejemplo, están asustados de ir al doctor y que les aplique una inyección,

we do microneedle arrays.

hacemos matrices de micro-agujas.

What you see there on the screen is a human hair

Lo que ven en la pantalla es un cabello humano

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

superpuesto sobre la aguja hecha de seda --

just to give you a sense of size.

para darles una idea del tamaño.

You can do bigger things.

Pueden fabricarse cosas más grandes.

You can do gears and nuts and bolts --

Pueden fabricarse engranajes, tuercas y tornillos --

that you can buy at Whole Foods.

que pueden comprar en Whole Foods.

And the gears work in water as well.

Y los engranajes funcionan en el agua.

So you think of alternative mechanical parts.

De modo que si piensan en partes mecánicas alternativas

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

a lo mejor sería posible utilizar ese kevlar líquido si se necesita algo resistente

to replace peripheral veins, for example,

para reemplazar venas periféricas, por ejemplo,

or maybe an entire bone.

o quizá un hueso entero.

And so you have here a little example

Aquí tienen un ejemplo

of a small skull --

de un pequeño cráneo

what we call mini Yorick.

de lo que llamamos un mini Yorick

(Laughter)

(Risas)

But you can do things like cups, for example,

Pero pueden fabricarse cosas como vasos, por ejemplo,

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

y, así, si agregan un poco de oro y agregan un poco de semiconductores

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

pueden fabricarse sensores que se adhieren a la superficie de los alimentos.

You can do electronic pieces

Pueden fabricarse piezas electrónicas

that fold and wrap.

que se pliegan y enrollan.

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

O si quieren estar de moda, algún tatuaje de seda de 'diodo'

So there's versatility, as you see,

Como pueden ver, hay versatilidad

in the material formats,

en los formatos

that you can do with silk.

que puede adoptar la seda.

But there are still some unique traits.

Pero hay ciertas características únicas.

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

Es decir, ¿por qué querríamos hacer todas estas cosas en realidad?

I mentioned it briefly at the beginning;

Lo mencioné brevemente al comienzo;

the protein is biodegradable and biocompatible.

la proteína es biodegradable y biocompatible.

And you see here a picture of a tissue section.

Aquí ven la imagen de un sector de tejido.

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

¿Y qué significa que sea biodegradable y biocompatible?

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

Se puede implantar en el cuerpo sin necesidad de recuperar lo implantado.

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

Lo cual significa que todos los dispositivos que han visto anteriormente y todos los formatos,

in principle, can be implanted and disappear.

en principio, pueden ser implantados y desaparecer.

And what you see there in that tissue section,

Lo que ven allí en ese sector de tejido,

in fact, is you see that reflector tape.

es, de hecho, una cinta reflectora.

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

De modo que, así como pueden ser vistos por conductores a la noche,

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

la idea es que pueda verse, si se ilumina el tejido,

you can see deeper parts of tissue

puedan verse partes más profundas de tejido

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

gracias a esa cinta reflectora que está hecha de seda.

And you see there, it gets reintegrated in tissue.

Y como ven allí, queda reintegrado en el tejido.

And reintegration in the human body

Y la reinserción en el cuerpo humano

is not the only thing,

no es lo único.

but reintegration in the environment is important.

La reinserción en el medio ambiente es importante.

So you have a clock, you have protein,

Así, tienen un reloj, tienen proteína,

and now a silk cup like this

y ahora un vaso de seda como este

can be thrown away without guilt --

puede ser descartado sin culpa.

(Applause)

(Aplausos)

unlike the polystyrene cups

A diferencia de los vasos de poliestireno

that unfortunately fill our landfills everyday.

que desafortunadamente cubren nuestros vertederos diariamente.

It's edible,

Es comestible,

so you can do smart packaging around food

de manera que pueden fabricarse envases inteligentes para alimentos

that you can cook with the food.

que se puedan cocinar con la comida.

It doesn't taste good,

No tiene buen sabor,

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

de modo que voy a necesitar un poco de ayuda con eso.

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

Pero probablemente lo más notable es que se vuelve al punto de partida.

Silk, during its self-assembly process,

La seda, durante su proceso de autoagrupación,

acts like a cocoon for biological matter.

actúa como un capullo para material biológico.

And so if you change the recipe,

Y si se cambia la receta,

and you add things when you pour --

y se agregan cosas al verter --

so you add things to your liquid silk solution --

se agregan cosas a la solución líquida de seda --

where these things are enzymes

ya sean enzimas

or antibodies or vaccines,

o anticuerpos o vacunas,

the self-assembly process

el proceso de autoagrupación

preserves the biological function of these dopants.

preserva la función biológica de estos dopantes.

So it makes the materials environmentally active

De manera que convierte a los materiales en ambientalmente activos

and interactive.

e interactivos.

So that screw that you thought about beforehand

De modo que ese tornillo que vieron con anterioridad

can actually be used

puede, actualmente, ser usado

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

para soldar un hueso fracturado

and deliver drugs at the same,

y para administrar fármacos al mismo tiempo,

while your bone is healing, for example.

mientras el hueso se repara, por ejemplo.

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

O podrían poner los medicamentos en sus billeteras en lugar de la heladera.

So we've made a silk card

Y para ello fabricamos una tarjeta de seda

with penicillin in it.

que contiene penicilina.

And we stored penicillin at 60 degrees C,

Y guardamos la penicilina a 60°C,

so 140 degrees Fahrenheit,

es decir a 140°F,

for two months without loss of efficacy of the penicillin.

durante dos meses sin ninguna pérdida de la eficacia de la penicilina.

And so that could be ---

De modo que eso podría ser ---

(Applause)

(Aplausos)

that could be potentially a good alternative

eso podría ser potencialmente una buena alternativa

to solar powered refrigerated camels. (Laughter)

a la refrigeración alimentada por paneles solares para el transporte en camellos.

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

Y, desde luego, no tiene sentido guardarlo si no se lo puede usar.

And so there is this other unique material trait

Así, este material tiene otro rasgo único

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

y es que su degradación es programable.

And so what you see there is the difference.

De modo que lo que ven allí es la diferencia.

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

Arriba, tienen un film que ha sido programado para no degradarse,

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

y abajo, tienen un film que ha sido programado para degradarse en agua.

And what you see is that the film on the bottom

Y lo que ven es que el film de abajo

releases what is inside it.

libera lo que tiene adentro.

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

Y así permite recuperar lo que habíamos almacenado antes.

And so this allows for a controlled delivery of drugs

Y esto permite una administración controlada de fármacos

and for reintegration in the environment

y permite la reintegración con el medioambiente

in all of these formats that you've seen.

en todos los formatos que han visto.

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

De modo que el hilo de descubrimiento que tenemos es, en rigor, un hilo.

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

Estamos apasionados con la idea de que sea lo que sea que quieran hacer,

whether you want to replace a vein or a bone,

ya sea reemplazar una vena o un hueso,

or maybe be more sustainable in microelectronics,

o ser más sustentables en la microelectrónica

perhaps drink a coffee in a cup

quizá tomar café en una copa

and throw it away without guilt,

y tirarla sin culpa,

maybe carry your drugs in your pocket,

tal vez llevar sus medicamentos en sus bolsillos,

deliver them inside your body

administrarlos en su cuerpo

or deliver them across the desert,

o transportarlos a través del desierto,

the answer may be in a thread of silk.

la respuesta puede estar en un hilo de seda.

Thank you.

Gracias.

(Applause)

(Aplausos)