Fiorenzo Omenetto: Silk, the ancient material of the future

Translator: Abdi Christia Reviewer: Amir Sudjono

Thank you.

Terima kasih.

I'm thrilled to be here.

Saya senang berada di sini.

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

Saya akan bicara tentang material baru yang kuno

that still continues to amaze us,

yang masih memesona kita sampai sekarang,

and that might impact the way we think

dan mungkin mengubah cara kita berpikir

about material science, high technology --

tentang ilmu material, teknologi tinggi --

and maybe, along the way,

dan mungkin, seiring waktu,

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

juga menyumbang dalam hal pengobatan, kesehatan global, dan penghutanan.

So that's kind of a bold statement.

Itu pernyataan yang cukup berani.

I'll tell you a little bit more.

Saya akan menjelaskan lebih rinci.

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

Material ini punya sifat yang sangat luar biasa.

It's sustainable; it's a sustainable material

Lestari; material ini lestari

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

dan semuanya diproses dalam air dan suhu kamar --

and is biodegradable with a clock,

dan dapat terdegradasi secara biologis dengan cepat,

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

Anda dapat melihatnya larut seketika dalam segelas air

or have it stable for years.

atau membuatnya stabil selama bertahun-tahun.

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

Dapat dimakan, dapat ditanamkan dalam tubuh manusia

without causing any immune response.

tanpa menyebabkan respon imun apapun.

It actually gets reintegrated in the body.

Material itu akan menyatu dengan tubuh.

And it's technological,

Dia juga sesuai dengan teknologi sekarang,

so it can do things like microelectronics,

dapat berguna dalam elektronik mikro,

and maybe photonics do.

dan mungkin juga fotonik.

And the material

Material itu

looks something like this.

terlihat seperti ini.

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

Faktanya, material yang Anda lihat ini bening dan transparan.

The components of this material are just water and protein.

Komponen material ini hanyalah air dan protein.

So this material is silk.

Material ini adalah sutra.

So it's kind of different

Memang lumayan berbeda

from what we're used to thinking about silk.

dari sutra yang biasanya kita tahu.

So the question is, how do you reinvent something

Pertanyaannya adalah, bagaimana Anda menemukan kembali

that has been around for five millennia?

sesuatu yang sudah ada selama lima milenia?

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

Proses penemuan, umumnya, diinspirasi oleh alam.

And so we marvel at silk worms --

Kita terpesona pada ulat sutra --

the silk worm you see here spinning its fiber.

ulat sura yang Anda lihat sedang memintal seratnya.

The silk worm does a remarkable thing:

Ulat sutra melakukan hal yang luar biasa:

it uses these two ingredients, protein and water,

dia menggunakan dua bahan ini: protein dan air,

that are in its gland,

yang ada dalam kelenjarnya,

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

untuk membuat material yang sangat kuat untuk melindungi dirinya --

so comparable to technical fibers

sebanding dengan serat-serat teknis

like Kevlar.

seperti Kevlar.

And so in the reverse engineering process

Maka lewat proses rekayasa terbalik

that we know about,

yang kita tahu,

and that we're familiar with,

dan yang sudah akrab dengan kita,

for the textile industry,

untuk industri tekstil,

the textile industry goes and unwinds the cocoon

industri tekstil mengurai kepompong ulat sutra

and then weaves glamorous things.

lalu memintalnya jadi kain yang memukau.

We want to know how you go from water and protein

Kami ingin Anda tahu bagaimana membuat air dan protein

to this liquid Kevlar, to this natural Kevlar.

menjadi Kevlar cair ini, Kevlar yang alami ini.

So the insight

Gagasannya adalah

is how do you actually reverse engineer this

bagaimana Anda merekayasa terbalik proses ini

and go from cocoon to gland

dari kepompong kembali ke kelenjar

and get water and protein that is your starting material.

dan mendapatkan air dan protein itu sebagai bahan baku Anda.

And this is an insight

Gagasan ini

that came, about two decades ago,

muncul sekitar dua dekade yang lalu,

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

saya sangat beruntung bisa bekerja bersamanya,

David Kaplan.

David Kaplan.

And so we get this starting material.

Maka kita mendapatkan material awal ini.

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

Material awal ini adalah bahan bangunan yang paling dasar.

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

Lalu kami menggunakannya untuk membuat beberapa hal --

like, for example, this film.

seperti contohnya, film.

And we take advantage of something that is very simple.

Kami memanfaatkan sesuatu yang sangat sederhana.

The recipe to make those films

Resep untuk membuat film-film

is to take advantage of the fact

adalah memanfaatkan

that proteins are extremely smart at what they do.

bahwa protein sangat cerdas dalam bekerja.

They find their way to self-assemble.

Mereka mampu menyusun dirinya sendiri.

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

Jadi resepnya sederhana: Anda ambil larutan sutra itu, Anda tuang,

and you wait for the protein to self-assemble.

dan Anda tunggu dia menyusun dirinya sendiri.

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

Lalu Anda ambil dan mendapat film ini,

as the proteins find each other as the water evaporates.

protein itu saling menempel ketika airnya menguap.

But I mentioned that the film is also technological.

Saya menyinggung bahwa film itu juga berkaitan dengan teknologi.

And so what does that mean?

Apa artinya itu?

It means that you can interface it

Artinya adalah Anda dapat menggabungkannya

with some of the things that are typical of technology,

dengan teknologi-teknologi yang ada sekarang,

like microelectronics and nanoscale technology.

seperti elektronik mikro dan teknologi skala nano.

And the image of the DVD here

Gambar DVD di sini

is just to illustrate a point

hanya untuk menggambarkan

that silk follows very subtle topographies of the surface,

bahwa sutra mengikuti topografi permukaan yang sangat halus,

which means that it can replicate features on the nanoscale.

yang berarti mereka dapat menyalin bentuk dalam skala nano.

So it would be able to replicate the information

Jadi sutra itu akan mampu menyalin informasi

that is on the DVD.

yang ada di DVD.

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

Kita dapat menyimpan informasi dalam film dari air dan protein.

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

Kami mencoba sesuatu, dan kami menulis pesan dalam sehelai sutra,

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

ada di sini, dan pesannya ada di sana.

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

Seperti di DVD, Anda dapat membacanya dengan mata.

And this requires a stable hand,

Ini membutuhkan tangan yang stabil,

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

itu sebabnya saya memutuskan melakukannya di panggung di depan ribuan orang.

So let me see.

Mari kita lihat.

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

Jadi, Anda melihat filmnya transparan di sana,

and then ...

lalu ...

(Applause)

(Tepuk tangan)

And the most remarkable feat

Hal yang paling mengagumkan adalah

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

ternyata tangan saya bisa bertahan cukup lama untuk itu.

So once you have these attributes

Jadi ketika Anda punya material

of this material,

yang punya sifat-sifat seperti tadi,

then you can do a lot of things.

maka Anda dapat melakukan banyak hal.

It's actually not limited to films.

Penggunaannya tak terbatas pada film.

And so the material can assume a lot of formats.

Material ini dapat dibentuk menjadi berbagai rupa.

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

Anda bisa sedikit menggila, lalu Anda membuat berbagai komponen optik

or you do microprism arrays,

atau membuat kumpulan prisma mikro,

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

seperti lapisan reflektif yang ada di sepatu lari Anda.

Or you can do beautiful things

Atau Anda dapat membuat hal-hal yang indah

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

yang dapat Anda buat bila kamera dapat menangkapnya.

You can add a third dimensionality to the film.

Anda dapat menambahkan dimensi ketiga pada film.

And if the angle is right,

Bila sudutnya benar,

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

Anda dapat melihat hologram muncul di film sutra ini.

But you can do other things.

Tapi Anda juga dapat melakukan hal lain.

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

Anda bisa bayangkan bila menggunakan protein murni untuk memandu cahaya,

and so we've made optical fibers.

maka kami membuat serat optik.

But silk is versatile and it goes beyond optics.

Tapi sutra itu serbaguna dan kegunaannya lebih dari optik saja.

And you can think of different formats.

Anda dapat memikirkan format-format lain.

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

Contohnya, bila Anda takut pergi ke dokter dan disuntik,

we do microneedle arrays.

kami membuat jarum mikro.

What you see there on the screen is a human hair

Yang Anda lihat di layar adalah sehelai rambut manusia

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

disandingkan dengan jarum yang terbuat dari sutra --

just to give you a sense of size.

agar Anda bisa membayangkan ukurannya.

You can do bigger things.

Anda bisa membuat benda lain yang lebih besar.

You can do gears and nuts and bolts --

Anda bisa membuat roda gigi dan mur dan baut --

that you can buy at Whole Foods.

yang dapat Anda beli di Whole Foods.

And the gears work in water as well.

Roda giginya bisa bekerja di air juga.

So you think of alternative mechanical parts.

Anda bisa bayangkan alternatif suku cadang mekanik.

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

Mungkin Anda bisa gunakan Kevlar cair itu bila Anda butuh sesuatu yang kuat

to replace peripheral veins, for example,

untuk menggantikan pembuluh darah perifer misalnya,

or maybe an entire bone.

atau mungkin sebuah tulang utuh.

And so you have here a little example

Ada contoh kecil di sini

of a small skull --

sebuah tengkorak kecil --

what we call mini Yorick.

yang kami panggil Yorick kecil.

(Laughter)

(Tawa)

But you can do things like cups, for example,

Anda bisa membuat benda seperti cangkir, misalnya,

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

dan bila Anda tambahkan sedikit emas, sedikit semikonduktor

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

Anda bisa memasang sensor yang melekat di permukaan makanan.

You can do electronic pieces

Anda bisa membuat barang elektronik

that fold and wrap.

yang bisa dilipat.

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

Atau bila Anda suka fesyen, beberapa tattoo LED sutra.

So there's versatility, as you see,

Anda bisa lihat material ini serbaguna,

in the material formats,

ada berbagai format,

that you can do with silk.

yang bisa Anda buat dari sutra.

But there are still some unique traits.

Tapi masih ada beberapa sifat yang unik.

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

Maksud saya, mengapa Anda melakukan ini semua?

I mentioned it briefly at the beginning;

Saya menyinggungnya sedikit di awal;

the protein is biodegradable and biocompatible.

protein itu biodegradabel dan biokompatibel.

And you see here a picture of a tissue section.

Anda lihat sebuah gambar penampang jaringan.

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

Apa artinya, bahwa dia biodegradabel dan biokompatibel?

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

Anda dapat menanamnya di dalam tubuh tanpa perlu mengambilnya lagi.

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

Artinya semua barang yang Anda lihat tadi dan semua formatnya,

in principle, can be implanted and disappear.

pada prinsipnya, bisa ditanamkan dalam tubuh dan menghilang.

And what you see there in that tissue section,

Yang Anda lihat di penampang jaringan itu,

in fact, is you see that reflector tape.

adalah sebuah pita reflektor.

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

Jadi, seperti bila Anda terlihat oleh pengendara mobil pada malam hari,

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

idenya adalah agar Anda dapat melihat bagian jaringan yang lebih dalam,

you can see deeper parts of tissue

bila Anda menyinari jaringan itu

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

sebab ada pita reflektif yang terbuat dari sutra di sana.

And you see there, it gets reintegrated in tissue.

Anda lihat, sutra itu berpadu dalam jaringan.

And reintegration in the human body

Perpaduannya dengan tubuh manusia

is not the only thing,

bukan satu-satunya hal penting.

but reintegration in the environment is important.

Perpaduan dalam lingkungan juga penting.

So you have a clock, you have protein,

Bila Anda punya jam, punya protein,

and now a silk cup like this

dan cangkir sutra seperti ini

can be thrown away without guilt --

dapat dibuang tanpa perasaan bersalah.

(Applause)

(Tepuk tangan)

unlike the polystyrene cups

Tak seperti cangkir polistiren

that unfortunately fill our landfills everyday.

yang sayangnya memenuhi tempat pembuangan sampah kita tiap hari.

It's edible,

Sutra ini dapat dimakan,

so you can do smart packaging around food

jadi Anda bisa membuat kemasan cerdas

that you can cook with the food.

yang dapat dimasak bersama makanannya.

It doesn't taste good,

Tapi rasanya tidak enak,

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

saya butuh bantuan dalam hal itu.

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

Tapi kemungkinan hal yang paling mengagumkan adalah siklusnya penuh.

Silk, during its self-assembly process,

Sutra, dalam proses penyusunannya yang mandiri,

acts like a cocoon for biological matter.

bertindaka seperti kepompong bagi bahan biologis.

And so if you change the recipe,

Jadi bila Anda mengubah resepnya,

and you add things when you pour --

dan Anda tambahkan benda lain ketika menuangnya --

so you add things to your liquid silk solution --

Anda tambahkan hal lain pada larutan sutra Anda --

where these things are enzymes

hal ini bisa berupa enzim

or antibodies or vaccines,

atau antibodi atau vaksin,

the self-assembly process

proses penyusunan mandiri itu

preserves the biological function of these dopants.

menjaga fungsi biologis bahan tambahan tersebut.

So it makes the materials environmentally active

Artinya material ini aktif pada lingkungannya

and interactive.

dan interaktif.

So that screw that you thought about beforehand

Jadi sekrup yang tadi Anda lihat

can actually be used

sebenarnya dapat digunakan

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

untuk menyekrup tulang -- tulang yang pecah --

and deliver drugs at the same,

dan melepaskan obat pada waktu yang sama,

while your bone is healing, for example.

ketika tulang Anda dalam masa pemulihan, contohnya.

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

Atau Anda dapat menaruh obat dalam dompet dan tak harus dalam kulkas.

So we've made a silk card

Jadi kami sudah membuat sebuah kartu sutra

with penicillin in it.

dengan penisilin di dalamnya.

And we stored penicillin at 60 degrees C,

Kami menyimpannya pada suhu 60 derajat Celcius,

so 140 degrees Fahrenheit,

atau 140 derajat Fahrenheit,

for two months without loss of efficacy of the penicillin.

selama dua bulan tanpa penurunan kinerja penisilin tersebut.

And so that could be ---

Dan itu bisa saja ---

(Applause)

(Tepuk tangan)

that could be potentially a good alternative

bisa saja alternatif yang baik

to solar powered refrigerated camels. (Laughter)

untuk unta berpendingin tenaga surya.

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

Tentu saja, tak ada gunanya disimpan bila Anda tak bisa menggunakannya.

And so there is this other unique material trait

Ada sifat lain yang unik dari material ini

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

yaitu mereka bisa diprogram untuk larut.

And so what you see there is the difference.

Anda bisa melihat perbedaannya di sini.

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

Di atas, film yang diprogram untuk tidak larut,

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

dan di bawah, film yang diprogram untuk larut dalam air.

And what you see is that the film on the bottom

Dan Anda lihat bahwa film yang ada di bawah

releases what is inside it.

melepaskan apa yang ada di dalamnya.

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

Jadi kita kita menggunakan apa yang kita simpan sebelumnya.

And so this allows for a controlled delivery of drugs

Hal ini membuat kita dapat mengatur waktu lepas obat

and for reintegration in the environment

dan untuk berpadu kembali di alam

in all of these formats that you've seen.

bagi semua format yang sudah Anda lihat.

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

Benang penemuan kami ini sesungguhnya adalah sebuah benang.

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

Kami sangat bersemangat dengan ide ini, bahwa apapun yang ingin dilakukan,

whether you want to replace a vein or a bone,

entah ingin mengganti pembuluh darah atau tulang,

or maybe be more sustainable in microelectronics,

atau mungkin elektronik mikro yang lebih lestari,

perhaps drink a coffee in a cup

mungkin minum kopi dari sebuah cangkir

and throw it away without guilt,

dan membuangnya tanpa merasa bersalah,

maybe carry your drugs in your pocket,

mungkin membawa obat di kantong Anda,

deliver them inside your body

melepas obat itu di dalam tubuh Anda

or deliver them across the desert,

atau mengirimkannya melewati gurun,

the answer may be in a thread of silk.

jawabannya mungkin ada dalam sehelai benang sutra.

Thank you.

Terima kasih.

(Applause)

(Tepuk tangan)