Fiorenzo Omenetto: Silk, the ancient material of the future

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TED


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번역: Bianca Lee 검토: Jimin Lee
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Thank you.
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감사합니다.
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I'm thrilled to be here.
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17260
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이 자리에 서게 되어 흥분되는군요.
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I'm going to talk about a new, old material
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저는 오늘 기존 직물의 새로운 형태에 대해 얘기하려고 합니다.
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that still continues to amaze us,
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이 것은 여전히 우리를 놀랍게하고,
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and that might impact the way we think
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어쩌면 우리의 재료 과학, 첨단 기술에 대한
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about material science, high technology --
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생각에 영향을 줄 지도 모릅니다.
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and maybe, along the way,
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그리고, 어쩌면, 그와 동시에.
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also do some stuff for medicine and for global health and help reforestation.
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의학분야와 세계보건에도 사용되고, 숲을 다시 가꾸는 데 도움을 줄 수도 있습니다.
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So that's kind of a bold statement.
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좀 대담한 말인 것 같군요.
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I'll tell you a little bit more.
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더 이야기해 보겠습니다.
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This material actually has some traits that make it seem almost too good to be true.
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이 직물은 믿을 수 없을 만큼 대단한 몇가지 특징이 있습니다.
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It's sustainable; it's a sustainable material
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이것은 지속성이 뛰어납니다; 이 직물은
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that is processed all in water and at room temperature --
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물과 실온에서 가공되고
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and is biodegradable with a clock,
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시간에 따라 자연분해되므로,
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so you can watch it dissolve instantaneously in a glass of water
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물 한컵으로 즉시 녹거나, 아니면 몇년 동안이나
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or have it stable for years.
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지속하는 것을 볼 수 있습니다.
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It's edible; it's implantable in the human body
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먹을 수 있고, 어떠한 면역 반응 없이
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without causing any immune response.
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사람 몸에 주입할 수 있습니다.
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It actually gets reintegrated in the body.
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사실 몸 안에서 다시 통합됩니다.
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And it's technological,
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기술적이기도 해서,
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so it can do things like microelectronics,
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마이크로 전자 공학이나 빛 관련 기술에도
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and maybe photonics do.
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사용될 수도 있습니다.
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And the material
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그 직물은
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looks something like this.
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이렇게 생겼습니다.
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In fact, this material you see is clear and transparent.
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사실, 이것은 보시다시피 투명합니다.
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The components of this material are just water and protein.
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이 직물의 구성 요소는 물과 단백질 분입니다.
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So this material is silk.
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바로 실크입니다.
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So it's kind of different
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우리가 그동안 실크에 대해
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from what we're used to thinking about silk.
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생각한 것과는 다른 것이죠.
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So the question is, how do you reinvent something
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문제는, 오천년이나 된 것을 어떻게
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that has been around for five millennia?
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다시 발명하느냐 입니다.
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The process of discovery, generally, is inspired by nature.
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발견의 과정은, 일반적으로, 자연에서 얻게됩니다.
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And so we marvel at silk worms --
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우리는 누에를 보고 놀라움을 느낍니다 –
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the silk worm you see here spinning its fiber.
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여기 보이시는 누에는 섬유질을 방적하고 있습니다.
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The silk worm does a remarkable thing:
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2000
누에는 놀라운 일을 합니다:
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it uses these two ingredients, protein and water,
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2000
누에는 직접 물과 단백질을 분비해,
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that are in its gland,
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2000
자신을 보호하기 위한
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to make a material that is exceptionally tough for protection --
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대단히 튼튼한 물질을 만듭니다 –
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so comparable to technical fibers
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케블러(Kevlar)같은
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like Kevlar.
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2000
기술적인 섬유와 비슷하게 말이죠.
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And so in the reverse engineering process
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우리가 이미 알고 있고
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that we know about,
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이미 익숙한
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and that we're familiar with,
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역공학을 통해서
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for the textile industry,
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섬유 산업은
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the textile industry goes and unwinds the cocoon
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누에 고치를 다시 풀어서
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and then weaves glamorous things.
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매력적인 것을 만들어냅니다.
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We want to know how you go from water and protein
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우리는 어떻게 물과 단백질에서 이 액체상태의,
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to this liquid Kevlar, to this natural Kevlar.
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천연 케블러로 가는지를 알고싶어합니다.
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So the insight
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정확히는
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is how do you actually reverse engineer this
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어떻게 이것을 역설계해서,
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and go from cocoon to gland
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누에고치에서 시작해서
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and get water and protein that is your starting material.
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분비선을 거쳐 시작 물질인 물과 단백질을 얻어내는가하는 것입니다.
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And this is an insight
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이 통찰력은
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that came, about two decades ago,
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함께 일한 것이 행운이라고 생각하는
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from a person that I'm very fortunate to work with,
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20년전부터 함께 일해온 데이빗 카플란으로부터
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David Kaplan.
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144260
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온 것입니다.
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And so we get this starting material.
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2000
여기 시작물질이 있습니다.
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And so this starting material is back to the basic building block.
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이 물질은 다시 기본 구성 요소로 돌아갑니다.
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And then we use this to do a variety of things --
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그리고 우리는 이것을 여러가지에 사용합니다
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like, for example, this film.
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154260
2000
–예를 들어 필름에요.
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And we take advantage of something that is very simple.
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2000
우리는 무척 간단한 장점을 얻습니다.
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The recipe to make those films
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2000
이 필름을 만드는 방법은
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is to take advantage of the fact
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2000
단백질이 그들이 하는 일을
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that proteins are extremely smart at what they do.
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162260
2000
굉장히 영리하게 한다는 점을 이용합니다.
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They find their way to self-assemble.
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164260
2000
단백질은 스스로 조립합니다.
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So the recipe is simple: you take the silk solution, you pour it,
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166260
3000
방법은 간단합니다: 실크 용액을 가지고, 부어서,
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and you wait for the protein to self-assemble.
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169260
2000
단백질이 스스로 조립하길 기다리는 겁니다.
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And then you detach the protein and you get this film,
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171260
3000
그리고 단백질을 분리하면 이 필름을 얻는거죠.
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as the proteins find each other as the water evaporates.
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174260
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물이 증발함에 따라 단백질이 서로를 발견합니다.
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But I mentioned that the film is also technological.
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2000
사실 필름 또한 기술적인 것입니다.
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And so what does that mean?
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2000
무슨 말이냐고요?
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It means that you can interface it
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제 말은 기술에선 전형적인,
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with some of the things that are typical of technology,
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마이크로 전자 공학이나, 나노 크기의 기술
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like microelectronics and nanoscale technology.
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같은 것들과 접속할 수 있다는 겁니다.
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And the image of the DVD here
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여기 DVD의 이미지는
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is just to illustrate a point
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실크가 표면에 무척
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that silk follows very subtle topographies of the surface,
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미묘한 지형들을 따른 다는 것을 보여드리기 위함입니다.
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which means that it can replicate features on the nanoscale.
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실크가 나노 규모를 복제 할 수 있다는 의미죠.
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So it would be able to replicate the information
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그렇기 때문에 DVD위에 정보들을
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that is on the DVD.
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복제할 수 있겠구요.
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And we can store information that's film with water and protein.
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3000
우리는 이 필름 정보를 물과 단백질과 함께 저장할 수 있습니다.
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So we tried something out, and we wrote a message in a piece of silk,
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208260
3000
우리는 실크 조각에 메세지를 썼습니다.
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which is right here, and the message is over there.
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여기 이것에 말이죠. 메세지도 이 위에 있습니다.
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And much like in the DVD, you can read it out optically.
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DVD처럼, 시각적으로 읽을 수 있습니다.
03:36
And this requires a stable hand,
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안정적인 손이 필요하기 때문에,
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so this is why I decided to do it onstage in front of a thousand people.
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218260
3000
천명의 관객들 앞에서 오늘 보이기로 한 것입니다.
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So let me see.
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222260
2000
한번 봅시다.
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So as you see the film go in transparently through there,
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224260
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보시다시피 필름은 저기를 통해 투명하게 가고,
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and then ...
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226260
2000
그다음엔…
03:53
(Applause)
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233260
7000
(짝짝짝)
04:00
And the most remarkable feat
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240260
2000
그리고 가장 놀라운 공은
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is that my hand actually stayed still long enough to do that.
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3000
제 손이 이 일을 할 수 일도록 오랫동안 가만히 있었다는 사실입니다.
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So once you have these attributes
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3000
이 물질에 이런 속성들이
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of this material,
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2000
있는 이상
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then you can do a lot of things.
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2000
우리는 많은 것들을 할 수 있습니다.
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It's actually not limited to films.
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필름으로 제한되는 것이 아니죠.
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And so the material can assume a lot of formats.
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254260
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이 물질은 많은 형태를 가질 수 있습니다.
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And then you go a little crazy, and so you do various optical components
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그리고 약간 광적으로 가면, 여러가지 시각적 요소를 하거나,
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or you do microprism arrays,
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260260
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러닝화에 있는 반사원단 테잎같은,
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like the reflective tape that you have on your running shoes.
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262260
2000
아주 작은 프리즘을 배열할 수 있습니다.
04:24
Or you can do beautiful things
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264260
2000
아니면 아름다운 것들도 가능합니다.
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that, if the camera can capture, you can make.
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266260
2000
카메라가 잡아낼 수 있는지 모르겠군요.
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You can add a third dimensionality to the film.
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268260
3000
필름에 3차원을 더할 수도 있습니다.
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And if the angle is right,
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271260
2000
각도만 맞다면,
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you can actually see a hologram appear in this film of silk.
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273260
3000
이 실크 필름에서 나타나는 홀로그램을 볼수 있습니다.
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But you can do other things.
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278260
2000
다른 것도 가능합니다.
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You can imagine that then maybe you can use a pure protein to guide light,
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280260
2000
어쩌면 단백질을 이용해 빛을 안내했다고 상상할 수도 있어,
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and so we've made optical fibers.
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282260
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광섬유를 만들게 되었습니다.
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But silk is versatile and it goes beyond optics.
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284260
3000
실크는 다재다능해 광학을 넘어갑니다.
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And you can think of different formats.
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287260
2000
다른 양식들을 생각할 수 있습니다.
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So for instance, if you're afraid of going to the doctor and getting stuck with a needle,
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289260
3000
예를 들어, 의사를 보러가기 두렵고 바늘에 찔렸을 때, 마이크로 사이즈의
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we do microneedle arrays.
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292260
2000
바늘을 배열할 수 있습니다.
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What you see there on the screen is a human hair
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294260
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화면에 보이는 것은 실크로 만든, 바늘에 덧붙여진
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superimposed on the needle that's made of silk --
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296260
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사람의 머리카락입니다.
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just to give you a sense of size.
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298260
2000
사이즈를 가늠하기 위해서요.
05:00
You can do bigger things.
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300260
2000
더 큰 것들도 가능합니다.
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You can do gears and nuts and bolts --
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302260
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슈퍼에서 살 수 있는
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that you can buy at Whole Foods.
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304260
3000
기어, 너트, 볼트도 가능합니다.
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And the gears work in water as well.
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307260
3000
기어는 물에서도 잘 작동합니다.
05:10
So you think of alternative mechanical parts.
119
310260
2000
대체 가능한 기계 부분들을 생각해 보십시오.
05:12
And maybe you can use that liquid Kevlar if you need something strong
120
312260
3000
아니면, 예를 들어 말초 정맥, 또는 뼈 전체를 대체할
05:15
to replace peripheral veins, for example,
121
315260
3000
강한 것이 필요하다면,
05:18
or maybe an entire bone.
122
318260
2000
액체 캐블러를 이용할 수 있습니다.
05:20
And so you have here a little example
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320260
2000
여기에 작은 해골의
05:22
of a small skull --
124
322260
2000
예를 보지요.
05:24
what we call mini Yorick.
125
324260
2000
우리는 작은 요릭(Yorick)이라 부르죠.
05:26
(Laughter)
126
326260
3000
(하하)
05:29
But you can do things like cups, for example,
127
329260
3000
컵같은 것도 가능합니다. 만약
05:32
and so, if you add a little bit of gold, if you add a little bit of semiconductors
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332260
3000
약간의 금을, 약간의 반도체를 더한다면
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you could do sensors that stick on the surfaces of foods.
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335260
3000
음식 표면에 붙는 센서로도 사용 가능합니다.
05:38
You can do electronic pieces
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338260
2000
접고 쌀 수 있는
05:40
that fold and wrap.
131
340260
2000
전자 조각들도 만들 수 있고요.
05:42
Or if you're fashion forward, some silk LED tattoos.
132
342260
3000
유행에 앞서자 한다면, 실크 LED 문신도 가능합니다.
05:45
So there's versatility, as you see,
133
345260
3000
물질 구성 방식에서, 실크로는
05:48
in the material formats,
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348260
2000
정말 다양한 것들을
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that you can do with silk.
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350260
3000
할 수 있는 겁니다.
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But there are still some unique traits.
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353260
2000
몇가지 독특한 특징도 있습니다.
05:55
I mean, why would you want to do all these things for real?
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355260
3000
제 말은, 이런 모든 것들을 진짜로 왜 하겠습니까?
05:58
I mentioned it briefly at the beginning;
138
358260
2000
처음에 짧게 설명했죠;
06:00
the protein is biodegradable and biocompatible.
139
360260
2000
단백질은 자연 분해하고 인체에도 적합하다구요.
06:02
And you see here a picture of a tissue section.
140
362260
3000
이것은 조직 부분의 그림입니다.
06:05
And so what does that mean, that it's biodegradable and biocompatible?
141
365260
3000
자연 분해하고 생체에 적합하단게 무슨 말일까요?
06:08
You can implant it in the body without needing to retrieve what is implanted.
142
368260
3000
나중에 다시 뺄 필요 없이 몸에 단백질을 주입할 수 있습니다.
06:11
Which means that all the devices that you've seen before and all the formats,
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371260
4000
그동안 본 모든 기기들과 서식들은, 원칙적으로,
06:15
in principle, can be implanted and disappear.
144
375260
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심어진 후 사라질 수 있다는 겁니다.
06:18
And what you see there in that tissue section,
145
378260
2000
저기에 조직 부분에 보이는 것은,
06:20
in fact, is you see that reflector tape.
146
380260
3000
사실, 반사 테잎을 보는겁니다.
06:23
So, much like you're seen at night by a car,
147
383260
3000
밤에 차에서 볼수 있는 것처럼,
06:26
then the idea is that you can see, if you illuminate tissue,
148
386260
3000
만약 조직을 비추게 되면,
06:29
you can see deeper parts of tissue
149
389260
2000
실크로 만든 반사 테잎이 있기 때문에
06:31
because there is that reflective tape there that is made out of silk.
150
391260
2000
조직의 깊숙한 부분을 볼 수 있게 됩니다.
06:33
And you see there, it gets reintegrated in tissue.
151
393260
2000
보시다시피, 조직 내에서 테잎은 다시 통합됩니다.
06:35
And reintegration in the human body
152
395260
2000
몸안에 이런 통합만이
06:37
is not the only thing,
153
397260
2000
전부가 아닙니다.
06:39
but reintegration in the environment is important.
154
399260
3000
이런 것은 환경적으로도 중요합니다.
06:42
So you have a clock, you have protein,
155
402260
2000
시계가 있고, 단백질이 있으면,
06:44
and now a silk cup like this
156
404260
2000
이제 이런 실크 컵은
06:46
can be thrown away without guilt --
157
406260
3000
죄책감 없이 버릴 수 있는겁니다.
06:49
(Applause)
158
409260
7000
(짝짝짝)
06:56
unlike the polystyrene cups
159
416260
3000
불행히도 매일 쓰레기장에 채워져가는
06:59
that unfortunately fill our landfills everyday.
160
419260
3000
폴리스티렌 컵과는 다른것이죠.
07:02
It's edible,
161
422260
2000
먹을수 있고,
07:04
so you can do smart packaging around food
162
424260
2000
음식과 함께 요리 할 수 있게
07:06
that you can cook with the food.
163
426260
2000
똑똑한 포장을 할 수 있습니다.
07:08
It doesn't taste good,
164
428260
2000
맛은 없어서,
07:10
so I'm going to need some help with that.
165
430260
2000
그 쪽으론 도움이 필요하겠네요.
07:12
But probably the most remarkable thing is that it comes full circle.
166
432260
3000
어쩌면 가장 놀라운 것은, 실크가 완전히 순환한다는 겁니다.
07:15
Silk, during its self-assembly process,
167
435260
2000
직접 조립하는 동안, 실크는
07:17
acts like a cocoon for biological matter.
168
437260
2000
생물학적 상태로 누에고치처럼 작용합니다.
07:19
And so if you change the recipe,
169
439260
2000
만약 방법을 바꾼다면,
07:21
and you add things when you pour --
170
441260
2000
액체 실크 용액에
07:23
so you add things to your liquid silk solution --
171
443260
2000
어떤 것들을 더하고—
07:25
where these things are enzymes
172
445260
2000
효소나 항체,
07:27
or antibodies or vaccines,
173
447260
3000
백신같은 것들을요,
07:30
the self-assembly process
174
450260
2000
자가 조립 과정은 이런
07:32
preserves the biological function of these dopants.
175
452260
3000
도펀트(dopant)의 생물학적 기능을 보존합니다.
07:35
So it makes the materials environmentally active
176
455260
3000
그래서 실크를 환경적으로 활동적이고
07:38
and interactive.
177
458260
2000
상호적이게 만듭니다.
07:40
So that screw that you thought about beforehand
178
460260
2000
이전에 생각했던 나사는
07:42
can actually be used
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462260
2000
사실 뼈를 붙이는데
07:44
to screw a bone together -- a fractured bone together --
180
464260
3000
사용 될 수 있습니다 – 골절된 뼈를 붙이는데요.
07:47
and deliver drugs at the same,
181
467260
2000
그리고 뼈가 치료되는 것과
07:49
while your bone is healing, for example.
182
469260
3000
동시에, 약을 전달할 수 있습니다.
07:52
Or you could put drugs in your wallet and not in your fridge.
183
472260
3000
아니면 냉동실이 아니라 지갑 안에 약을 널 수도 있습니다.
07:55
So we've made a silk card
184
475260
3000
페니실린이 들어있는
07:58
with penicillin in it.
185
478260
2000
실크 카드를 만들었습니다.
08:00
And we stored penicillin at 60 degrees C,
186
480260
2000
그리고 그것을 섭씨 60도,
08:02
so 140 degrees Fahrenheit,
187
482260
2000
화씨 140도에 두달동안 보관해,
08:04
for two months without loss of efficacy of the penicillin.
188
484260
3000
페니실린의 효과를 잃지 않게하며 보관했습니다.
08:07
And so that could be ---
189
487260
2000
그러니 그건 –
08:09
(Applause)
190
489260
4000
(짝짝짝)
08:13
that could be potentially a good alternative
191
493260
2000
그건 잠재적으로, 태양 열로 냉장 보관하는
08:15
to solar powered refrigerated camels. (Laughter)
192
495260
3000
낙타의 좋은 대안이 될 수 있겠습니다.
08:18
And of course, there's no use in storage if you can't use [it].
193
498260
3000
당연히, 사용할 수 없다면, 저장하는 의미가 없겠죠.
08:21
And so there is this other unique material trait
194
501260
4000
이런 물질들은 다른 독특한 물질 특성이 있습니다.
08:25
that these materials have, that they're programmably degradable.
195
505260
3000
분해하는 것을 설정 할 수 있는 겁니다.
08:28
And so what you see there is the difference.
196
508260
2000
다른점이 있는겁니다.
08:30
In the top, you have a film that has been programmed not to degrade,
197
510260
3000
위에는, 분해하지 않게 프로그램 된 필름이 있고,
08:33
and in the bottom, a film that has been programmed to degrade in water.
198
513260
3000
밑에는 물에 분해되게 만든 필름이 있습니다.
08:36
And what you see is that the film on the bottom
199
516260
2000
밑에 있는 필름은 속에 들어 있던 것을
08:38
releases what is inside it.
200
518260
2000
내놓는 다는 것을 알 수 있습니다.
08:40
So it allows for the recovery of what we've stored before.
201
520260
3000
우리가 전에 저장했던 것을 되찾게 해주는 겁니다.
08:43
And so this allows for a controlled delivery of drugs
202
523260
3000
이것은 약을 배달하는 것을 조정할 수 있게 하고,
08:46
and for reintegration in the environment
203
526260
3000
그동안 보신 모든 서식으로
08:49
in all of these formats that you've seen.
204
529260
2000
환경에서 다시 통합되게 합니다.
08:51
So the thread of discovery that we have really is a thread.
205
531260
3000
우리가 발견한 가닥은 진짜 실의 가닥인 겁니다.
08:54
We're impassioned with this idea that whatever you want to do,
206
534260
3000
우리가 하고싶은 것이 뭐든, 정맥이나 뼈를 대체하게 하거나,
08:57
whether you want to replace a vein or a bone,
207
537260
2000
마이크로 전자 공학에서 더 지속할 수 있게 하거나,
08:59
or maybe be more sustainable in microelectronics,
208
539260
3000
어쩌면 커피를 마신 후
09:02
perhaps drink a coffee in a cup
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542260
2000
그 컵을 죄책감없이 버리거나,
09:04
and throw it away without guilt,
210
544260
2000
주머니 속에 약을 가지고 다니거나,
09:06
maybe carry your drugs in your pocket,
211
546260
2000
몸 속으로, 또는 사막을 지나
09:08
deliver them inside your body
212
548260
2000
약을 전달하는 것의 해답이
09:10
or deliver them across the desert,
213
550260
2000
이 실크 가닥에 있을지도
09:12
the answer may be in a thread of silk.
214
552260
2000
모른다는 것에 우리는 감동받은 겁니다.
09:14
Thank you.
215
554260
2000
감사합니다.
09:16
(Applause)
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556260
18000
(짝짝짝)
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