Fiorenzo Omenetto: Silk, the ancient material of the future

Translator: Tor Vegard Aksnes Reviewer: Martin Hassel

Thank you.

Takk.

I'm thrilled to be here.

Jeg er begeistret for å være her.

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

Jeg kommer til å snakke om et nytt, gammelt materiale

that still continues to amaze us,

som fremdeles fortsetter å forbause oss,

and that might impact the way we think

og som kanskje innvirker på måten vi tenker

about material science, high technology --

om materialvitenskap, høyteknologi --

and maybe, along the way,

og kanskje, langs veien,

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

også gjør noen ting for legevitenskap og for global helse og å hjelpe skogplanting.

So that's kind of a bold statement.

Så det er et nokså dristig utsagn.

I'll tell you a little bit more.

Jeg skal fortelle dere litt mer.

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

Dette materialet har faktisk noen egenskaper som får det til å virke for godt til å være sant.

It's sustainable; it's a sustainable material

Det er bærekraftig; det er et bærekraftig materiale

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

som er fremstilt utelukkende i vann og i romtemperatur --

and is biodegradable with a clock,

og er nedbrytbart som en klokke,

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

slik at man kan se den omgående nedbrutt i et glass med vann

or have it stable for years.

eller ha det stabilt i årevis.

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

Det er spiselig; det er implanterbart i menneskekroppen

without causing any immune response.

uten å forårsake noen immunrespons.

It actually gets reintegrated in the body.

Det blir faktisk reintegrert i kroppen.

And it's technological,

Og det er teknologisk,

so it can do things like microelectronics,

så det kan gjøre ting som mikroelektronikk,

and maybe photonics do.

og kanskje fotonikk gjør.

And the material

Og materialet

looks something like this.

ser omtrent slik ut.

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

Faktisk er dette materialet dere ser klart og gjennomsiktig.

The components of this material are just water and protein.

Komponentene i dette materialet er bare vann og protein.

So this material is silk.

Så dette materialet er silke.

So it's kind of different

Så det er på en måte annerledes

from what we're used to thinking about silk.

fra det vi er vant til å tenke om silke.

So the question is, how do you reinvent something

Så spørsmålet er, hvordan gjen-oppfinner man noe

that has been around for five millennia?

som har vært rundt om i fem millennium?

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

Prosessen rundt oppdagelse, generelt sett, er inspirert av naturen.

And so we marvel at silk worms --

Så vi beundrer silkeormer --

the silk worm you see here spinning its fiber.

silkeormen dere ser her spinnende på fiberen sin.

The silk worm does a remarkable thing:

Silkeormen gjør en bemerkelsesverdig ting:

it uses these two ingredients, protein and water,

den bruker disse to ingrediensene, protein og vann,

that are in its gland,

som er i kjertelen dens,

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

til å lage et materiale som er eksepsjonelt robust for beskyttelse --

so comparable to technical fibers

så det er sammenlignbart med tekniske fibre

like Kevlar.

som Kevlar.

And so in the reverse engineering process

Så i bakvendt-konstruering-prosessen

that we know about,

som vi vet om,

and that we're familiar with,

og som vi er kjent med,

for the textile industry,

for tekstilindustrien,

the textile industry goes and unwinds the cocoon

tekstilindustrien går og avspoler kokongen

and then weaves glamorous things.

og vever deretter glamorøse ting.

We want to know how you go from water and protein

Vi vil vite hvordan man går fra vann og protein

to this liquid Kevlar, to this natural Kevlar.

til denne flytende Kevlaren, til denne naturlige Kevlaren.

So the insight

Så innsikten

is how do you actually reverse engineer this

er hvordan man faktisk bakvendt-konstruerer denne

and go from cocoon to gland

og går fra kokong til kjertel

and get water and protein that is your starting material.

og får vann og protein som er oppstartmaterialet ditt.

And this is an insight

Og dette er en innsikt

that came, about two decades ago,

som kom omtrent to årtier siden,

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

fra en person som jeg er svært heldig å jobbe med,

David Kaplan.

David Kaplan.

And so we get this starting material.

Så vi får dette oppstartmaterialet.

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

Så dette oppstartmaterialet er tilbake til de fundamentale byggesteinene.

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

Og så bruker vi dette til å gjøre en rekke ting ..

like, for example, this film.

som, for eksempel, denne filmen.

And we take advantage of something that is very simple.

Og vi utnytter noe som er svært enkelt.

The recipe to make those films

Oppskriften til å lage de filmene

is to take advantage of the fact

er å utnytte det faktum

that proteins are extremely smart at what they do.

at proteiner er ekstremt smarte på det de gjør.

They find their way to self-assemble.

De finner en vei å sette seg sammen selv.

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

Så oppskriften er enkel: du tar silkeoppløsningen, du heller den,

and you wait for the protein to self-assemble.

og du venter til proteinet setter seg sammen selv.

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

Og så løsner du proteinet og du får denne filmen,

as the proteins find each other as the water evaporates.

ettersom proteinene finner hverandre og vannet fordamper.

But I mentioned that the film is also technological.

Men jeg nevnte at filmen også er teknologisk.

And so what does that mean?

Og hva betyr det?

It means that you can interface it

Det betyr at du kan bruke det

with some of the things that are typical of technology,

med noen av tingene som er typisk for teknologi,

like microelectronics and nanoscale technology.

som mikroelektronikk og nanoteknologi.

And the image of the DVD here

Og bildet av DVD-en her

is just to illustrate a point

er bare for å illustrere et poeng

that silk follows very subtle topographies of the surface,

at silke følger svært diskré topografier i overflaten,

which means that it can replicate features on the nanoscale.

som betyr at det kan gjenskape trekk på nanoskalaen.

So it would be able to replicate the information

Så det ville vært i stand til å kopiere informasjonen

that is on the DVD.

som er på DVD-en.

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

Og vi kan lagre informasjon som er film med vann og protein.

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

Så vi prøvde noe ut, og skrev en beskjed i et stykke silke,

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

som er her, og beskjeden er der borte.

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

Og omtrent som i DVD-en, kan man lese det optisk.

And this requires a stable hand,

Og dette krever en stødig hånd,

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

så dette er hvorfor jeg besluttet å gjøre det på scenen foran tusen mennesker.

So let me see.

Så la meg se.

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

Så når du ser filmen gå i transparent gjennom der,

and then ...

og så...

(Applause)

(Applaus)

And the most remarkable feat

Og den mest bemerkelsesverdige delen

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

er at hånden min faktisk sto stille lenge nok til å gjøre det.

So once you have these attributes

Så når man har alle disse egenskapene

of this material,

i dette materialet,

then you can do a lot of things.

da kan man gjøre en hel masse ting.

It's actually not limited to films.

Det er faktisk ikke begrenset til filmer.

And so the material can assume a lot of formats.

Så materialet kan innta mange formater.

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

Og så får man blod på tann, så man lager ulike optiske komponenter

or you do microprism arrays,

eller man lager rekker av mikroprismer,

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

som refleksbåndet du har på joggeskoene dine.

Or you can do beautiful things

Eller man kan lage vakre ting

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

som, hvis kameraet kan fange det kan man lage --

You can add a third dimensionality to the film.

Man kan legge til en tredje dimensjon til filmen.

And if the angle is right,

Og hvis vinkelen er rett,

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

kan du faktisk se et hologram komme til syne i denne silkefilmen.

But you can do other things.

Men du kan gjøre andre ting.

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

Man kan forestille seg at man kanskje da kan bruke rent protein til å føre lys,

and so we've made optical fibers.

så vi har laget optiske fibre.

But silk is versatile and it goes beyond optics.

Men silke er fleksibelt og det går lengre enn optikk.

And you can think of different formats.

Og man kan tenke på andre formater.

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

Så for eksempel, hvis du er redd for å gå til legen og bli stukket av en nål,

we do microneedle arrays.

gjør vi mikronål-rekker.

What you see there on the screen is a human hair

Det du ser der på skjermen er et menneskehår

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

lagt oppå nålen som er laget av silke --

just to give you a sense of size.

bare for å gi et inntrykk av størrelse.

You can do bigger things.

Man kan gjøre større ting.

You can do gears and nuts and bolts --

Man kan gjøre verktøy og muttere og bolter --

that you can buy at Whole Foods.

som du kan kjøpe på "Whole Foods".

And the gears work in water as well.

Og tannhjulene fungerer i vann i tillegg.

So you think of alternative mechanical parts.

Så hvis du tenker på alternative deler --

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

og kanskje du kan bruke den flytende Kevlaren hvis du trenger noe sterkt

to replace peripheral veins, for example,

for å erstatte perifere vener, for eksempel,

or maybe an entire bone.

eller kanskje en hel knokkel.

And so you have here a little example

Så man har her et lite eksempel

of a small skull --

på en liten hodeskalle --

what we call mini Yorick.

som vi kaller mini-Yorick.

(Laughter)

(Latter)

But you can do things like cups, for example,

Men man kan gjøre ting som kopper for eksempel,

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

så, hvis man legger til litt gull, hvis man legger til litt halvledere

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

kan man gjøre sensorer som fester seg til overflaten til mat.

You can do electronic pieces

Man kan gjøre elektroniske deler

that fold and wrap.

som kan brettes.

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

Eller hvis du er motebevisst, noen silke-LED-tatoveringer.

So there's versatility, as you see,

Så det er allsidighet, som dere ser,

in the material formats,

i de materiale formatene,

that you can do with silk.

som man kan gjøre med silke.

But there are still some unique traits.

Men det er fremdeles noen unike egenskaper.

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

Jeg mener, hvorfor ville man gjøre alle disse tingene på ordentlig?

I mentioned it briefly at the beginning;

Jeg nevnte såvidt i begynnelsen;

the protein is biodegradable and biocompatible.

at proteinet er nedbrytbart og biokompatibelt.

And you see here a picture of a tissue section.

Og dere ser her et bilde av et vevområde.

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

Så hva betyr det, at det er nedbrytbart og biokompatibelt?

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

Du kan implantere det i kroppen uten å måtte hente ut det som er implantert.

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

Som betyr at alle enheter som dere har sett tidligere og alle formatene,

in principle, can be implanted and disappear.

i prinsippet, kan bli implantert og forsvinne.

And what you see there in that tissue section,

Og hva dere ser der i det vevområdet,

in fact, is you see that reflector tape.

faktisk, er at dere ser refleksbåndet.

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

Så, omtrent som å bli sett om natten av en bil,

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

er ideen at man kan se, hvis man illuminerer vev --

you can see deeper parts of tissue

man kan se dypere deler av vev

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

fordi det er det refleksbåndet der som er laget av silke.

And you see there, it gets reintegrated in tissue.

Og dere ser der, det blir integrert i vev.

And reintegration in the human body

Og integrering i menneskekroppen

is not the only thing,

er ikke den eneste tingen,

but reintegration in the environment is important.

men integrering i miljøet er viktig.

So you have a clock, you have protein,

Så man har en klokke, man har protein,

and now a silk cup like this

og nå kan en silkekopp som denne

can be thrown away without guilt --

bli kastet uten skyldfølelse --

(Applause)

(Applaus)

unlike the polystyrene cups

ulikt isoporkoppene

that unfortunately fill our landfills everyday.

som dessverre fyller søppelfyllingene våre hver dag.

It's edible,

Det er spiselig,

so you can do smart packaging around food

så man kan gjøre smart innpakning rundt mat

that you can cook with the food.

som man kan koke med maten.

It doesn't taste good,

Det smaker ikke godt,

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

så jeg kommer til å trenge litt hjelp med det.

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

Men kanskje den mest bemerkelsesverdige tingen er at det fullfører sirkelen.

Silk, during its self-assembly process,

Silke, under sammensettingen av seg selv,

acts like a cocoon for biological matter.

oppfører seg som en kokong for biologisk materie.

And so if you change the recipe,

Så hvis man forandrer oppskriften,

and you add things when you pour --

og man legger til ting når man heller --

so you add things to your liquid silk solution --

så man legger til ting til den flytende løsningen --

where these things are enzymes

hvor disse tingene er enzymer

or antibodies or vaccines,

eller antistoffer eller vaksiner,

the self-assembly process

bevarer selv-sammensettingen

preserves the biological function of these dopants.

den biologiske funksjonen til disse stoffene.

So it makes the materials environmentally active

Så det gjør materialene miljømessig aktive

and interactive.

og interaktive.

So that screw that you thought about beforehand

Så den skruen som dere tenkte på tideligere

can actually be used

kan faktisk bli brukt

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

til å skru et ben sammen -- et brukket ben sammen --

and deliver drugs at the same,

og levere legemidler samtidig,

while your bone is healing, for example.

mens benet ditt helbredes, for eksempel.

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

Eller man kunne puttet legemidler i lommeboken og ikke i kjøleskapet.

So we've made a silk card

Så vi har laget et silkekort

with penicillin in it.

med penicillin i.

And we stored penicillin at 60 degrees C,

Og vi lagret penicillin i 60 grader celsius,

so 140 degrees Fahrenheit,

så 140 grader Fahrenheit,

for two months without loss of efficacy of the penicillin.

i to måneder uten tap av effekt i penicillinet.

And so that could be ---

Så det kunne blitt --

(Applause)

(Applaus)

that could be potentially a good alternative

det kunne potensielt blitt et godt alternativ

to solar powered refrigerated camels. (Laughter)

til soldrevne kjøleskap-kameler. (Latter)

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

Og selvfølgelig, det er ikke nytte i lagring hvis du ikke kan bruke det.

And so there is this other unique material trait

Så det er en annen unik materialegenskap

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

som disse materialene har, at de er programmerbart nedbrytbare.

And so what you see there is the difference.

Så hva dere ser der er forskjellen.

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

På topp har man en film som har blitt programmert til å ikke bryte ned,

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

og på bunn en film som har blitt programmert til å brytes ned i vann.

And what you see is that the film on the bottom

Så hva dere ser er at filmen på bunnen

releases what is inside it.

slipper ut det som er inni den.

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

Så det åpner for utvinning av hva vi har lagret tidligere.

And so this allows for a controlled delivery of drugs

Så dette tillater en kontrollert administrering av legemidler

and for reintegration in the environment

og for integrering i miljøet

in all of these formats that you've seen.

i alle disse formatene dere har sett.

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

Så tråden i oppdagelsen som vi har er virkelig en tråd.

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

Vi er lidenskapelig opptatt av ideen at hva enn du vil gjøre,

whether you want to replace a vein or a bone,

om du vil erstatte en åre eller et ben,

or maybe be more sustainable in microelectronics,

eller kanskje være mer bærekraftig i mikroelektronikk,

perhaps drink a coffee in a cup

kanskje drikke kaffe i en kopp

and throw it away without guilt,

og kaste den bort uten skyldfølelse,

maybe carry your drugs in your pocket,

kanskje bære legemidlene dine i lommen,

deliver them inside your body

administrere dem inni kroppen din

or deliver them across the desert,

eller levere dem over ørkenen,

the answer may be in a thread of silk.

svaret kan ligge i en tråd med silke.

Thank you.

Takk.

(Applause)

(Applaus)