Fiorenzo Omenetto: Silk, the ancient material of the future

Fiorenzo Omenetto : La soie, la matière ancienne du futur

Traducteur: eric vautier Relecteur: Els De Keyser

Thank you.

Merci.

I'm thrilled to be here.

Je suis ravi d'être ici.

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

Je vais vous parler d'une nouvelle ancienne matière

that still continues to amaze us,

qui continue de nous étonner,

and that might impact the way we think

et qui pourrait changer la manière dont nous abordons

about material science, high technology --

les sciences de la matière, la haute technologie --

and maybe, along the way,

et peut-être, en passant,

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

avoir quelque influence en médecine, en santé publique et en reforestation.

So that's kind of a bold statement.

Voici un jugement plutôt hardi.

I'll tell you a little bit more.

Je vais vous en dire plus.

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

Cette matière a quelques caractéristiques qui la rendent trop belle pour être honnête.

It's sustainable; it's a sustainable material

Elle est renouvelable; c'est une matière renouvelable

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

entièrement créée dans l'eau et à température ambiante --

and is biodegradable with a clock,

elle est biodégradable naturellement,

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

vous pouvez la voir se dissoudre instantanément dans un verre d'eau

or have it stable for years.

ou au contraire la conserver pendant des années.

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

Elle est comestible, implantable dans le corps humain

without causing any immune response.

sans engendrer de réponse immunitaire.

It actually gets reintegrated in the body.

Elle se dissout dans le corps.

And it's technological,

Elle est technologique,

so it can do things like microelectronics,

elle peut être utilisée en microélectronique,

and maybe photonics do.

voire en photonique.

And the material

Cette matière

looks something like this.

ressemble à cela.

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

En fait, cette matière est claire et transparente.

The components of this material are just water and protein.

Ses composants sont simplement de l'eau et des protéines.

So this material is silk.

Cette matière est la soie.

So it's kind of different

C'est plutôt éloigné de ce

from what we're used to thinking about silk.

que nous avons l'habitude de penser de la soie.

So the question is, how do you reinvent something

La question est donc de savoir comment réinventer

that has been around for five millennia?

ce qui existe depuis cinq millénaires.

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

D'ordinaire, le processus de découverte est inspiré par la nature.

And so we marvel at silk worms --

Nous nous émerveillons devant les vers à soie --

the silk worm you see here spinning its fiber.

celui que vous voyez ici tisser son fil.

The silk worm does a remarkable thing:

Le ver à soie fait quelque chose d'extraordinaire :

it uses these two ingredients, protein and water,

il utilise deux ingrédients, la protéine et l'eau,

that are in its gland,

qui sont dans sa glande,

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

pour créer une matière qui est exceptionnellement protectrice --

so comparable to technical fibers

très comparable aux fibres artificielles

like Kevlar.

comme le Kevlar.

And so in the reverse engineering process

Donc, dans le processus d'ingénierie inverse

that we know about,

bien connu,

and that we're familiar with,

et que vous connaissez bien,

for the textile industry,

pour l'industrie textile,

the textile industry goes and unwinds the cocoon

celle-ci a déroulé le cocon

and then weaves glamorous things.

et tissé des choses palpitantes.

We want to know how you go from water and protein

Nous voulons savoir comment faire, à partir d'eau et de protéine,

to this liquid Kevlar, to this natural Kevlar.

ce Kevlar liquide, ce Kevlar naturel.

So the insight

L'idée en gros

is how do you actually reverse engineer this

est de déconstruire en fait cela,

and go from cocoon to gland

en partant du cocon vers la glande,

and get water and protein that is your starting material.

et en obtenant de l'eau et des protéines qui étaient le point de départ.

And this is an insight

Ceci est l'idée

that came, about two decades ago,

qu'a eue, il y a environ vingt ans,

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

une personne avec qui j'ai la chance de travailler,

David Kaplan.

David Kaplan.

And so we get this starting material.

Nous avons obtenu ce matériau de départ.

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

On est revenu aux briques de base.

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

On s'en sert pour un tas de choses --

like, for example, this film.

comme, par exemple, un film.

And we take advantage of something that is very simple.

On utilise à notre avantage quelque chose de très simple.

The recipe to make those films

La recette pour créer ces films

is to take advantage of the fact

est d'utiliser avantageusement le fait

that proteins are extremely smart at what they do.

que les protéines sont douées pour ce qu'elles ont à faire.

They find their way to self-assemble.

Elles arrivent à s'auto-assembler.

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

La recette est donc simple : vous prenez la solution de soie, vous la versez,

and you wait for the protein to self-assemble.

et vous attendez que la protéine s'auto-assemble.

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

Puis vous détachez la protéine et vous obtenez ce film,

as the proteins find each other as the water evaporates.

quand les protéines s'assemblent quand l'eau s'évapore.

But I mentioned that the film is also technological.

J'ai indiqué que le film est aussi technologique.

And so what does that mean?

Qu'est-ce que cela signifie?

It means that you can interface it

Que vous pouvez l'interfacer

with some of the things that are typical of technology,

avec beaucoup de choses typiquement technologiques,

like microelectronics and nanoscale technology.

comme la microélectronique et les nanotechnologies.

And the image of the DVD here

L'image du DVD ici

is just to illustrate a point

sert juste à illustrer que

that silk follows very subtle topographies of the surface,

la soie épouse les détails subtils de la surface,

which means that it can replicate features on the nanoscale.

ce qui veut dire qu'elle peut reproduire des détails à l'échelle nanométrique.

So it would be able to replicate the information

Elle serait capable de répliquer l'information

that is on the DVD.

qui est sur le DVD.

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

Nous pouvons donc stocker de l'information sur un film d'eau et de protéine.

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

Nous avons essayé d'écrire un message sur un morceau de soie,

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

que voilà, et le message est ici.

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

Comme sur un DVD, vous pouvez le lire de manière optique.

And this requires a stable hand,

Cela nécessite une main stable,

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

c'est pourquoi j'ai décide de le faire sur scène devant mille personnes.

So let me see.

Voyons voir.

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

Vous voyez le film entrer de manière transparente par ici,

and then ...

et ensuite...

(Applause)

(Applaudissements)

And the most remarkable feat

Le plus remarquable

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

est que ma main soit restée immobile suffisamment longtemps.

So once you have these attributes

Une fois que vous avez les propriétés

of this material,

de cette matière,

then you can do a lot of things.

vous pouvez faire beaucoup de choses.

It's actually not limited to films.

Ce n'est pas limité aux films.

And so the material can assume a lot of formats.

La matière supporte un grand nombre de formats.

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

Si vous êtes un peu fou, vous créez divers composants optiques

or you do microprism arrays,

ou des réseaux de microprismes,

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

telle la bande réfléchissante qu'il y a sur vos chaussures.

Or you can do beautiful things

Vous pouvez aussi inventer des choses magnifiques

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

que, si la caméra arrive à les montrer, vous pourrez fabriquer.

You can add a third dimensionality to the film.

Vous pouvez ajouter une 3e dimension au film.

And if the angle is right,

Et si l'angle est correct,

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

vous voyez un hologramme apparaître sur ce film de soie.

But you can do other things.

Mais vous pouvez faire autre chose.

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

Vous pouvez imaginer utiliser une protéine pure pour guider la lumière,

and so we've made optical fibers.

et vous avez construit des fibres optiques.

But silk is versatile and it goes beyond optics.

Mais la soie est polyvalente et va au-delà de l'optique.

And you can think of different formats.

Vous pouvez imaginer différents formats.

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

Par exemple, si vous avez peur d'être piqué par une aiguille chez le médecin,

we do microneedle arrays.

nous fabriquons des micro-aiguilles.

What you see there on the screen is a human hair

Ce que vous voyez à l'écran est un cheveu humain

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

juxtaposé sur l'aiguille faite en soie --

just to give you a sense of size.

pour vous donner une idée de la taille.

You can do bigger things.

Vous pouvez fabriquer de plus grands objets :

You can do gears and nuts and bolts --

des engrenages, et des choses simples --

that you can buy at Whole Foods.

que vous pouvez acheter chez Biocoop.

And the gears work in water as well.

Les engrenages fonctionnent aussi sous l'eau.

So you think of alternative mechanical parts.

Vous imaginez des pièces détachées alternatives.

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

On peut peut-être utiliser ce Kevlar liquide pour quelque chose de solide

to replace peripheral veins, for example,

pour remplacer les veines périphériques, par exemple,

or maybe an entire bone.

voire un os entier.

And so you have here a little example

Voici un exemple simple

of a small skull --

d'un petit crâne --

what we call mini Yorick.

on l'appelle mini Yorick.

(Laughter)

(Rires)

But you can do things like cups, for example,

On peut aussi construire des tasses, par exemple,

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

et si on ajoute un peu d'or, un peu de semi-conducteurs,

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

on obtient des senseurs qui se collent à la surface des aliments.

You can do electronic pieces

On peut faire des composants électroniques

that fold and wrap.

qui se plient et s'enroulent.

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

Ou si on est accro à la mode, des tatouages lumineux en soie.

So there's versatility, as you see,

Voilà la polyvalence, clairement,

in the material formats,

sous différentes formes,

that you can do with silk.

de la soie.

But there are still some unique traits.

Il y a encore des caractéristiques uniques.

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

Pourquoi vouloir faire toutes ces choses en réalité?

I mentioned it briefly at the beginning;

Je l'ai vite mentionné dans l'introduction :

the protein is biodegradable and biocompatible.

la protéine est biodégradable et biocompatible.

And you see here a picture of a tissue section.

Voici une photo d'une section de tissu humain.

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

Que signifie être biodégradable et biocompatible?

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

On peut l'implanter dans le corps sans avoir besoin d'aller la retirer.

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

Ce qui signifie que tous les équipements que l'on vient de voir, de toutes les formes,

in principle, can be implanted and disappear.

peuvent, en principe, être implantés puis disparaître.

And what you see there in that tissue section,

Ce que vous voyez dans cette section,

in fact, is you see that reflector tape.

est, en fait, une bande réfléchissante.

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

De la même façon que vous êtes visible de nuit par une voiture,

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

l'idée est de voir, si on éclaire le tissu,

you can see deeper parts of tissue

de voir des portions plus profondes

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

grâce à cette bande réfléchissante en soie.

And you see there, it gets reintegrated in tissue.

Vous le voyez ici, elle est intégrée au tissu.

And reintegration in the human body

Cette intégration au corps humain

is not the only thing,

n'est pas le seul point.

but reintegration in the environment is important.

Mais sa dissolution dans l'environnement est importante.

So you have a clock, you have protein,

Donc, vous avez une horloge, une protéine,

and now a silk cup like this

et maintenant une tasse de soie comme celle-là

can be thrown away without guilt --

que l'on peut jeter sans culpabilité.

(Applause)

(Applaudissements)

unlike the polystyrene cups

A l'inverse des tasses en polystyrène

that unfortunately fill our landfills everyday.

qui encombrent hélas nos décharges de nos jours.

It's edible,

C'est comestible,

so you can do smart packaging around food

on peut faire des emballages alimentaires intelligents

that you can cook with the food.

que l'on peut cuisiner avec la nourriture.

It doesn't taste good,

Ça n'a pas bon goût,

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

je vais donc avoir besoin d'aide sur ce sujet.

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

Mais ce qui est probablement le plus remarquable est que cela fonctionne en boucle.

Silk, during its self-assembly process,

La soie, durant le processus d'auto-assemblage,

acts like a cocoon for biological matter.

agit comme un cocon pour le matériau biologique.

And so if you change the recipe,

Si on change la recette,

and you add things when you pour --

que l'on ajoute des ingrédients quand on verse --

so you add things to your liquid silk solution --

si on ajoute des ingrédients à la solution de soie --

where these things are enzymes

là où sont les enzymes,

or antibodies or vaccines,

les anticorps ou la vaccine,

the self-assembly process

le processus d'auto-assemblage

preserves the biological function of these dopants.

préserve les fonctions biologiques de ces dopants.

So it makes the materials environmentally active

Cela rend les matières biologiquement actives

and interactive.

et interactives.

So that screw that you thought about beforehand

Donc le plâtre auquel vous aviez pensé auparavant

can actually be used

peut être en fait utilisé

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

pour souder un os -- ressouder un os cassé --

and deliver drugs at the same,

et délivrer des médicaments en même temps,

while your bone is healing, for example.

pendant que l'os guérit, par exemple.

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

On peut aussi bien garder les médicaments dans un portefeuille au lieu d'un frigo.

So we've made a silk card

Nous avons fabriqué un carte en soie

with penicillin in it.

qui contient de la pénicilline.

And we stored penicillin at 60 degrees C,

Nous avons conservé la pénicilline à 60°,

so 140 degrees Fahrenheit,

140° Fahrenheit,

for two months without loss of efficacy of the penicillin.

pendant 2 mois sans perte d'efficacité de la pénicilline.

And so that could be ---

Cela pourrait être --

(Applause)

(Applaudissements)

that could be potentially a good alternative

cela pourrait être une bonne alternative

to solar powered refrigerated camels. (Laughter)

aux chameaux réfrigérés par énergie solaire.

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

Et bien sûr, le stockage ne sert à rien si vous ne pouvez pas vous en servir.

And so there is this other unique material trait

Il faut aussi mentionner cette caractéristique unique

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

qu'a cette matière : sa dégradation programmable.

And so what you see there is the difference.

Ce que vous voyez là est vraiment la différence.

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

En haut, un film programmé pour ne pas se dégrader,

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

en bas, un film programmé pour se dégrader dans l'eau.

And what you see is that the film on the bottom

Vous voyez que le film du bas

releases what is inside it.

relâche ce qu'il contient.

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

Il permet ainsi la récupération de ce qui y est stocké.

And so this allows for a controlled delivery of drugs

Cela permet la libération contrôlée de médicaments

and for reintegration in the environment

et la dissolution dans l'environnement

in all of these formats that you've seen.

quelle que soit la forme.

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

Le fil de cette découverte est vraiment un fil.

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

Nous sommes convaincus que quoi que l'on veuille faire,

whether you want to replace a vein or a bone,

que ce soit de remplacer une veine ou un os,

or maybe be more sustainable in microelectronics,

ou de la microélectronique plus écologique,

perhaps drink a coffee in a cup

peut-être de boire un café dans une tasse,

and throw it away without guilt,

et de la jeter sans culpabilité,

maybe carry your drugs in your pocket,

de peut-être transporter ses médicaments dans sa poche,

deliver them inside your body

de les libérer dans le corps

or deliver them across the desert,

ou de les transporter dans le désert,

the answer may be in a thread of silk.

la réponse est peut-être dans un fil de soie.

Thank you.

Merci.

(Applause)

(Applaudissements)