Fiorenzo Omenetto: Silk, the ancient material of the future

Fordító: Krisztian Stancz Lektor: Anna Patai

Thank you.

Köszönöm.

I'm thrilled to be here.

Izgalommal tölt el, hogy itt lehetek.

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

Egy régi-új anyagról fogok beszélni,

that still continues to amaze us,

ami továbbra is meghökkent bennünket,

and that might impact the way we think

és ami befolyásolhatja gondolkodásmódunkat

about material science, high technology --

az anyagtudományról, a csúcstechnológiáról --

and maybe, along the way,

és talán, még ráadásul

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

segíthet az orvostudományban, egészségügyben, és az újraerdősítésben.

So that's kind of a bold statement.

Nos, ez egy merész kijelentés.

I'll tell you a little bit more.

Úgyhogy beszélek még erről egy kicsit.

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

Ez az anyag olyan tulajdonságokkal rendelkezik, ami szinte túl jó ahhoz, hogy igaz legyen.

It's sustainable; it's a sustainable material

Fenntartható: ez egy fenntartható anyag,

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

amit vízben, szobahőmérsékleten dolgoznak fel,

and is biodegradable with a clock,

és biológiailag rövid idő alatt lebontható,

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

így akár láthatják azonnal feloldódni egy pohár vízben,

or have it stable for years.

de akár évekig is stabil lehet.

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

Ehető, beültethető az emberi szervezetbe

without causing any immune response.

anélkül, hogy immunreakciót váltana ki.

It actually gets reintegrated in the body.

Igazából, integrálódik a szervezetbe.

And it's technological,

És technológiai anyag,

so it can do things like microelectronics,

így olyan dolgokhoz is használható,

and maybe photonics do.

mint a mikroelektronika vagy talán a fotonika.

And the material

És az anyag

looks something like this.

valahogy úgy néz ki, mint ez.

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

Valójában ez az anyag amit látnak, tiszta és átlátszó.

The components of this material are just water and protein.

Az anyag komponensei csak a víz és fehérje.

So this material is silk.

Szóval ez az anyag a selyem.

So it's kind of different

Ez kicsit különbözik attól,

from what we're used to thinking about silk.

amit a selyemről gondolni szoktunk.

So the question is, how do you reinvent something

Tehát a kérdés az: hogyan találunk fel valamit újra,

that has been around for five millennia?

ami már létezik mintegy öt évezrede?

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

A felfedezés folyamatát általában a természet ihleti.

And so we marvel at silk worms --

És így, bámuljuk a selyemhernyókat --

the silk worm you see here spinning its fiber.

a selyemhernyót, amit itt látnak, miközben a szálát sodorja.

The silk worm does a remarkable thing:

A selyemhernyó érdekes dologra képes:

it uses these two ingredients, protein and water,

két összetevőt használ, fehérjét és vizet,

that are in its gland,

amelyek a mirigyeiben vannak,

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

hogy olyan anyagot állítson elő, amely rendkívül erősen védi --

so comparable to technical fibers

vagyis hasonló a műszaki szálakhoz,

like Kevlar.

mint a kevlár.

And so in the reverse engineering process

És így a visszafejtés folyamatában

that we know about,

amiről tudunk,

and that we're familiar with,

és amiben már otthonosan mozgunk,

for the textile industry,

a textiliparban,

the textile industry goes and unwinds the cocoon

a textiliparban legombolyítják a selyemgubót

and then weaves glamorous things.

majd fantasztikus dolgokat szőnek belőle.

We want to know how you go from water and protein

Mi azt szeretnénk tudni, hogyan lesz vízből és fehérjéből

to this liquid Kevlar, to this natural Kevlar.

folyékony kevlár, ez a természetes kevlár.

So the insight

Tehát a felismerés az lenne,

is how do you actually reverse engineer this

hogy hogyan fejthető ez vissza,

and go from cocoon to gland

úgy hogy a gubótól menjünk a mirigyig,

and get water and protein that is your starting material.

és vizet és fehérjét kapjunk, a kiindulási anyagunkat.

And this is an insight

És ez a felismerés,

that came, about two decades ago,

ami körülbelül két évtizeddel ezelőtt jött

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

valakitől, akivel nagy szerencsémre együtt dolgozom,

David Kaplan.

David Kaplantól.

And so we get this starting material.

Szóval megvan a kiindulási anyag.

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

Ezzel visszatértünk az alapvető építőelemekhez.

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

Aztán felhasználjuk ezeket, hogy különböző dolgokat készítsünk,

like, for example, this film.

mint például egy filmet.

And we take advantage of something that is very simple.

Kihasználunk valamit, ami nagyon egyszerű.

The recipe to make those films

A recept, hogy ezeket a filmeket elkészítsük az,

is to take advantage of the fact

hogy kihasználjuk azt a tényt,

that proteins are extremely smart at what they do.

hogy a fehérjék rendkívül okosak abban, amit csinálnak.

They find their way to self-assemble.

Megtalálják a módját, hogy saját magukat összerakják.

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

Tehát a recept egyszerű: fogjuk a selyemoldatot, kitöltjük,

and you wait for the protein to self-assemble.

és megvárjuk, amíg a fehérjék összeállnak.

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

Aztán levesszük a fehérjéket, és megkapjuk ezt a filmet,

as the proteins find each other as the water evaporates.

ahogy a fehérjék egymásra találnak, miközben a víz elpárolog.

But I mentioned that the film is also technological.

De már említettem, a film egyben technológiai anyag is.

And so what does that mean?

És mit jelent az?

It means that you can interface it

Azt jelenti, hogy összeköthető

with some of the things that are typical of technology,

néhány dologgal, ami jellemzően technológiai,

like microelectronics and nanoscale technology.

mint a mikroelektronika és a nanoméretű technológia.

And the image of the DVD here

És ez a kép a DVD-ről pont azért van itt,

is just to illustrate a point

hogy bemutassa azt a jelenséget, hogy

that silk follows very subtle topographies of the surface,

a selyem képes követni a nagyon finom felületi topográfiát,

which means that it can replicate features on the nanoscale.

ami azt jelenti, hogy le tudnak másolni a nanoméretű jellemzőket.

So it would be able to replicate the information

Így képes lenne pontosan lemásolni azt

that is on the DVD.

az információt, amit a DVD tartalmaz.

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

És tárolhatunk információt azon a vízből és fehérjéből készült filmen.

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

Így kipróbáltunk valamit, és írtunk egy üzenetet egy darab selyembe,

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

ami itt van, és az üzenet pedig ott.

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

És hasonlóan a DVD-hez, optikailag kiolvasható.

And this requires a stable hand,

Ehhez stabil kéz kell,

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

pont ezért döntöttem úgy, hogy egy színpadon csinálom, ezer ember előtt.

So let me see.

Hadd lássam!

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

Szóval amint látható, átmegy az átlátszó filmen,

and then ...

és azután ...

(Applause)

(Taps)

And the most remarkable feat

És ami a leginkább figyelemre méltó,

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

hogy a kezem stabil maradt elég hosszan ahhoz, hogy ezt megcsináljam.

So once you have these attributes

Tehát, ha az anyagnak ezek a tulajdonságai

of this material,

már rendelkezésre állnak,

then you can do a lot of things.

akkor egy csomó dolgot megtehetünk vele.

It's actually not limited to films.

Valójában ez nem csak filmekben merül ki.

And so the material can assume a lot of formats.

Hanem az anyag sok formátumot felvehet.

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

És így egy kicsit őrültködtünk, és létrehoztunk különböző optikai elemeket

or you do microprism arrays,

vagy mikroprizma tömböket,

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

mint a fényvisszaverő szalag, ami a futócipőjükön van.

Or you can do beautiful things

Vagy csinálhatunk szép dolgokat

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

-- ha a kamera meg tudja mutatni...

You can add a third dimensionality to the film.

Hozzáadhatunk egy harmadik dimenziót a filmhez.

And if the angle is right,

És a megfelelő szögből,

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

egy hologrammot láthatnak megjelenni ebben a selyemfilmben.

But you can do other things.

De mást is tehetünk vele.

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

Elképzelhetjük, hogy csak fehérjét használunk a fény irányítására,

and so we've made optical fibers.

így készítettünk optikai szálakat.

But silk is versatile and it goes beyond optics.

De a selyem sokoldalú, és túlmutat az optikán.

And you can think of different formats.

Különböző formátumok képzelhetők el vele.

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

Például, ha az injekciós tű szúrásától félnek az orvosnál --

we do microneedle arrays.

mikrotű rendszereket készítünk.

What you see there on the screen is a human hair

Amit a képernyőn látnak az egy emberi hajszál,

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

amit rávetítettünk a selyemből készült tűre,

just to give you a sense of size.

csak, hogy érzékeltessük a méretét.

You can do bigger things.

Nagyobb dolgokat is készíthetünk.

You can do gears and nuts and bolts --

Készíthetők fogaskerekek, csavarok és csavaranyák --

that you can buy at Whole Foods.

amiket a bioboltban lehet kapni.

And the gears work in water as well.

És a fogaskerekek vízben is működnek.

So you think of alternative mechanical parts.

Tehár alternatív gépelemekként is gondolhatunk rájuk.

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

És talán a folyékony kevlárt is használhatjuk, ha kell valami erős,

to replace peripheral veins, for example,

ami helyettesíti a perifériás vénákat például,

or maybe an entire bone.

vagy talán egy egész csontot.

And so you have here a little example

És itt egy kis példa,

of a small skull --

egy kis koponya --

what we call mini Yorick.

mi úgy hívjuk: mini Yorick.

(Laughter)

(Nevetés)

But you can do things like cups, for example,

De csinálhatunk dolgokat, mint a poharak például,

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

és ha adunk hozzá egy kis aranyat meg néhány félvezetőt,

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

érzékelőket csinálhatunk, amik az élelmiszerek felületére ragaszthatók.

You can do electronic pieces

Készíthetünk elektronikai alkatrészeket,

that fold and wrap.

amik összehajthatók, feltekerhetők.

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

Vagy ha a divat előtt járnak: selyem LED tetoválásokat.

So there's versatility, as you see,

Tehát amint látják,

in the material formats,

a selyem, mint anyagforma,

that you can do with silk.

sokoldalúan felhasználható.

But there are still some unique traits.

De van még néhány egyedi vonása.

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

Úgy értem, miért is akarnánk mindezt megvalósítani?

I mentioned it briefly at the beginning;

Már említettem, röviden az elején,

the protein is biodegradable and biocompatible.

a fehérje biológiailag lebontható és biokompatibilis.

And you see here a picture of a tissue section.

Itt egy szövet metszetének a képét látják.

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

Mit jelent az, hogy ez biológiailag lebontható és biokompatibilis?

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

Beültethető a szervezetbe anélkül, hogy az implantátumot később el kelljen távolítani.

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

Ami azt jelenti, hogy minden eszköz és formátum, hogy amit az előbb láttak,

in principle, can be implanted and disappear.

elméletileg beültetethető, és később eltűnik.

And what you see there in that tissue section,

És amit abban a szövetmetszetben látnak,

in fact, is you see that reflector tape.

az valójában, a fényvisszaverő szalag, amit láttak.

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

Szóval, akárcsak ahogy éjjel látszanak az autóból,

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

az ötlet az, hogy láthatjuk, ha megvilágítjuk a szövetet,

you can see deeper parts of tissue

láthatjuk a szövet mélyebb részeit

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

mert ott van az a fényvisszaverő szalag, ami selyemből készült.

And you see there, it gets reintegrated in tissue.

És ahogy látják, beépül a szövetbe.

And reintegration in the human body

És a beépülés az emberi szervezetbe

is not the only thing,

nem az egyetlen dolog.

but reintegration in the environment is important.

De a környezetbe integrálás fontos.

So you have a clock, you have protein,

Szóval van egy beépített óránk, van fehérjénk,

and now a silk cup like this

és mostmár egy selyempohár, mint ez,

can be thrown away without guilt --

eldobható bűntudat nélkül.

(Applause)

(Taps)

unlike the polystyrene cups

Ellentétben a polisztirol poharakkal,

that unfortunately fill our landfills everyday.

amik sajnos naponta töltik meg a hulladéklerakókat.

It's edible,

Ehető, így intelligens

so you can do smart packaging around food

élelmiszercsomagolásra is használható,

that you can cook with the food.

amit megfőzhetünk az étellel.

It doesn't taste good,

Nincs jó íze,

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

ehhez még kérek majd egy kis segítséget.

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

De talán a legfigyelemreméltóbb dolog az, hogy zárt körként viselkedik.

Silk, during its self-assembly process,

A selyem, az alatt amíg összeáll,

acts like a cocoon for biological matter.

úgy viselkedik, mint egy gubó a biológiai anyagok számára.

And so if you change the recipe,

És így, ha a receptet megváltoztatjuk,

and you add things when you pour --

és hozzáadunk dolgokat amikor öntjük --

so you add things to your liquid silk solution --

vagyis dolgokat adagolunk a folyékony selyemoldatunkhoz --

where these things are enzymes

ahol ezek a dolgok enzimek

or antibodies or vaccines,

vagy antitestek vagy vakcinák,

the self-assembly process

az összeállás folyamata alatt

preserves the biological function of these dopants.

megőrzi az adalékok biológiai funkcióját.

So it makes the materials environmentally active

Így teszi az anyagokat környezetileg aktívvá

and interactive.

és interaktívvá.

So that screw that you thought about beforehand

Így az a csavar, amit elképzeltünk korábban,

can actually be used

tulajdonképpen felhasználható lehet

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

csontok összecsavarozására -- törött csontokhoz --

and deliver drugs at the same,

és egyben gyógyszerek odajuttatására,

while your bone is healing, for example.

például, miközben a csont gyógyul.

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

Vagy a gyógyszereket a pénztárcájukban is tarthatnák, és nem a hűtőben.

So we've made a silk card

Készítettünk egy selyemkártyát,

with penicillin in it.

benne penicillinnel.

And we stored penicillin at 60 degrees C,

És a penicillint 60 Celsius-fokon tároltuk,

so 140 degrees Fahrenheit,

ami 140 Fahrenheit-fok,

for two months without loss of efficacy of the penicillin.

két hónapon át anélkül, hogy a penicillin hatékonysága csökkent volna.

And so that could be ---

Így aztán ez lehetne...

(Applause)

(Taps)

that could be potentially a good alternative

Így aztán ez jó alternatívája lehetne

to solar powered refrigerated camels. (Laughter)

a napelemes energiával hűtött tevéknek.

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

És persze nincs értelme azt tárolni, ami nem felhasználható.

And so there is this other unique material trait

És van ez a másik, különleges anyagtulajdonságuk,

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

hogy ezek az anyagok programozhatóan lebomlóak.

And so what you see there is the difference.

Itt láthatják a különbséget.

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

Felül van egy film, amely úgy van programozva, hogy nem bomlik le,

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

és alul egy olyan film, ami úgy van programozva, hogy lebomlik a vízben.

And what you see is that the film on the bottom

És amit látnak, hogy az alsó film

releases what is inside it.

kiereszti azt ami benne volt.

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

Tehát ez lehetővé teszi, hogy kinyerjük azt, amit korábban eltároltunk.

And so this allows for a controlled delivery of drugs

Ez pedig lehetővé teszi gyógyszerek bejuttatását kontrollált módon,

and for reintegration in the environment

és a környezetbe való integrációt,

in all of these formats that you've seen.

minden olyan formátumban, ahogy látták.

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

Tehát a felfedezés szála amit követtünk, az tényleg egy szál.

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

Szenvedélyessé tesz minket az gondolat, hogy bármit is szeretnénk,

whether you want to replace a vein or a bone,

lehet az egy véna vagy egy csont cseréje,

or maybe be more sustainable in microelectronics,

vagy talán fenntarthatóbb mikroelektronika,

perhaps drink a coffee in a cup

esetleg kávét inni egy pohárból,

and throw it away without guilt,

és bűntudat nélkül dobni el,

maybe carry your drugs in your pocket,

talán gyógyszereinket a zsebünkben magunkkal hordani,

deliver them inside your body

bejuttatni a szervezetünkbe,

or deliver them across the desert,

vagy átjuttatni azokat a sivatagon,

the answer may be in a thread of silk.

a válasz megtalálható egy selyemszálban.

Thank you.

Köszönöm.

(Applause)

(Taps)