Fiorenzo Omenetto: Silk, the ancient material of the future

Traducător: Stefan Petcu Corector: Maria Tancu

Thank you.

Vă mulțumesc.

I'm thrilled to be here.

Sunt încântat să mă aflu aici.

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

Voi vorbi despre un nou material vechi

that still continues to amaze us,

care continuă să ne uimească,

and that might impact the way we think

și care ar putea să ne schimbe părerea

about material science, high technology --

despre știința materialelor, tehnologia înaltă --

and maybe, along the way,

și poate, pe parcurs,

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

să facă ceva și pentru medicină și pentru sănătatea globală și să ajute reîmpădurirea.

So that's kind of a bold statement.

Deci aceea este o declarație îndrăzneață.

I'll tell you a little bit more.

Vă voi spune un pic mai mult.

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

Acest material are niște proprietăți care îl fac să pară aproape prea bun ca să fie adevărat.

It's sustainable; it's a sustainable material

Este durabil; este un material durabil

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

care este procesat complet in apă și la temperatura camerei --

and is biodegradable with a clock,

și este biodegradabil pe ceas,

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

adică îl puteți urmări dizolvându-se instantaneu într-un pahar cu apă

or have it stable for years.

sau îl puteți avea stabil timp de ani.

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

Este comestibil, se poate implanta în corpul uman

without causing any immune response.

făra a cauza vreun răspuns imunitar.

It actually gets reintegrated in the body.

Chiar este reintegrat în corp.

And it's technological,

Și este tehnologic,

so it can do things like microelectronics,

așa că are aplicații în domenii precum microelectronice,

and maybe photonics do.

și poate în fotonică.

And the material

Iar materialul

looks something like this.

arată cam așa.

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

De fapt, acest material pe care îl vedeți este clar si transparent.

The components of this material are just water and protein.

Componentele acestui material sunt doar apa si proteina.

So this material is silk.

Deci acest material este mătasea.

So it's kind of different

Deci este un pic diferit

from what we're used to thinking about silk.

de ceea ce ne-am obișnuit să gândim despre mătase.

So the question is, how do you reinvent something

Deci întrebarea este, cum reinventezi ceva

that has been around for five millennia?

ce există de cinci milenii?

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

Procesul descoperirii este, în general, inspirat de natură.

And so we marvel at silk worms --

Și astfel ne minunăm uitându-ne la viermii de mătase --

the silk worm you see here spinning its fiber.

viermele de mătase pe care îl vedeți aici țesându-și fibra.

The silk worm does a remarkable thing:

Viermele de mătase realizează un lucru remarcabil:

it uses these two ingredients, protein and water,

folosește aceste două ingrediente, proteina și apa,

that are in its gland,

care sunt în glanda sa,

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

pentru a face un material care este exceptional de dur pentru protecție --

so comparable to technical fibers

comparabil cu fibrele artificiale

like Kevlar.

precum Kevlarul.

And so in the reverse engineering process

Așa că in procesul de inginerie inversă

that we know about,

pe care îl cunoaștem,

and that we're familiar with,

și cu care suntem familiari,

for the textile industry,

pentru industria textilă,

the textile industry goes and unwinds the cocoon

industria textilă desfașoară coconul

and then weaves glamorous things.

și apoi țese lucruri fermecătoare.

We want to know how you go from water and protein

Noi vrem să știm cum ajungi de la apă și proteină

to this liquid Kevlar, to this natural Kevlar.

la acest Kevlar lichid, la acest Kevlar natural.

So the insight

Deci să înțelegem

is how do you actually reverse engineer this

cum să inversăm practic procesul

and go from cocoon to gland

și să ajungem de la cocon la glandă

and get water and protein that is your starting material.

și să găsim apa si proteina care sunt materialele inițiale.

And this is an insight

Iar această revelație

that came, about two decades ago,

a venit acum aproximativ două decenii

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

de la o persoană cu care sunt foarte norocos să lucrez,

David Kaplan.

David Kaplan.

And so we get this starting material.

Și astfel căpătăm această materie primă.

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

Și cu această materie primă ne întoarcem la căramida de bază.

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

Și apoi folosim aceasta pentru a creea o varietate de lucruri --

like, for example, this film.

ca de exemplu, filmul.

And we take advantage of something that is very simple.

Și profităm de ceva ce este foarte simplu.

The recipe to make those films

Rețeta pentru a face acele filme

is to take advantage of the fact

este să profiți de faptul

that proteins are extremely smart at what they do.

că proteinele sunt foarte istețe la ceea ce fac.

They find their way to self-assemble.

Își găsesc singure modul de a se asambla.

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

Deci rețeta e simplă: iei soluția de mătase, o torni,

and you wait for the protein to self-assemble.

și aștepți ca proteina să se auto-asambleze.

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

Apoi separi proteina și obții acest film,

as the proteins find each other as the water evaporates.

pe măsură ce proteinele se găsesc una pe cealaltă, pe măsura ce apa se evaporă.

But I mentioned that the film is also technological.

Dar am menționat că filmul este de asemenea tehnologic.

And so what does that mean?

Ce înseamna aceasta?

It means that you can interface it

Înseamnă că îl poate interacționa

with some of the things that are typical of technology,

cu unele lucruri care sunt tipice tehnologiei,

like microelectronics and nanoscale technology.

precum microelectronicele si nanotehnologia.

And the image of the DVD here

Iar imaginea DVD-ului de aici

is just to illustrate a point

ilustrează o idee

that silk follows very subtle topographies of the surface,

că mătasea urmează topografiile foarte subtile ale suprafeţei,

which means that it can replicate features on the nanoscale.

ceea ce înseamnă că se pot replica trăsături la nanoscală.

So it would be able to replicate the information

Așa că este posibil să reproduci informația

that is on the DVD.

care este pe DVD.

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

Și putem stoca informația unui film cu ajutorul apei si proteinei.

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

Așa că am făcut un experiment, și am scris un mesaj pe o bucată de mătase,

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

care este aici, iar mesajul este acolo.

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

Și, la fel ca în cazul DVD-ului, o puteți citi optic.

And this requires a stable hand,

Acest lucru necesită o mână stabilă,

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

și de aceea am decis să o fac pe scenă, în fața a o mie de oameni.

So let me see.

Deci să vedem.

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

Deci cum vedeți filmul transparent intră acolo,

and then ...

și apoi ...

(Applause)

(Aplauze)

And the most remarkable feat

Iar cea mai remarcabilă ispravă

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

este că mâna mea chiar a rămas nemișcată suficient timp ca să fac asta.

So once you have these attributes

Deci odată ce ai aceste calități

of this material,

ale acestui material,

then you can do a lot of things.

poți face multe lucruri.

It's actually not limited to films.

Nu este limitat la filme.

And so the material can assume a lot of formats.

Așa că materialul își poate asuma o multitudine de formate.

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

Iar apoi te prostești un pic, și faci o varietate de componente optice

or you do microprism arrays,

sau faci matrice de microprisme,

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

precum banda reflectorizantă pe care o aveți pe pantofii de alergat.

Or you can do beautiful things

Sau poți face lucruri frumoase

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

pe care, dacă aparatul foto le poate înregistra, tu le poți face.

You can add a third dimensionality to the film.

Poți adăuga o a treia dimensiune la film.

And if the angle is right,

Iar dacă unghiul este potrivit,

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

puteți chiar vedea o hologramă în acest film de mătase.

But you can do other things.

Dar poți face alte lucruri.

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

Îți poti imagina apoi că poate poți folosi o proteină pură pentru a ghida lumina,

and so we've made optical fibers.

și astfel obținem fibra optică.

But silk is versatile and it goes beyond optics.

Dar mătasea este abilă și merge dincolo de optică.

And you can think of different formats.

Și te poți gândi la alte formate.

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

Așa că, de exemplu, dacă ti-e frică să mergi la doctor și să te alegi cu o înțepătură de ac,

we do microneedle arrays.

facem matrice de micro-ace.

What you see there on the screen is a human hair

Ceea ce vedeți acolo pe ecran este păr uman

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

suprapus pe acul care este confecționat din mătase --

just to give you a sense of size.

pentru a vă da o idee despre mărime.

You can do bigger things.

Poți face lucruri mai mari.

You can do gears and nuts and bolts --

Poți face unelte și piulițe și șuruburi --

that you can buy at Whole Foods.

pe care să le poți cumpăra la Whole Foods.

And the gears work in water as well.

Și uneltele funcționează și în apă.

So you think of alternative mechanical parts.

Așa că te gândești la componenete mecanice alternative.

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

Și poate poți folosi acel Kevlar lichid dacă ai nevoie de ceva puternic

to replace peripheral veins, for example,

pentru a înlocui venele capilare, de exemplu,

or maybe an entire bone.

sau poate un os întreg.

And so you have here a little example

Așa ca aveți aici un mic exemplu,

of a small skull --

un mic craniu --

what we call mini Yorick.

pe care îl numim mini Yorick.

(Laughter)

(Râsete)

But you can do things like cups, for example,

Dar poți face lucruri precum cănile, de exemplu,

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

și astfel, dacă adaugi un pic de aur, dacă adaugi un pic de material semiconductor

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

poti face senzori care aderă la suprafața mâncărurilor.

You can do electronic pieces

Poți face piese electronice

that fold and wrap.

care se îndoaie și se înfășoară.

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

Sau dacă ai o înclinație spre modă, niște tatuaje cu LED-uri.

So there's versatility, as you see,

Așa că aici este adaptabilitatea, după cum vedeți,

in the material formats,

în formatele materiale,

that you can do with silk.

pe care le puteți crea cu mătasea.

But there are still some unique traits.

Dar încă mai există niște proprietăți unice.

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

Vreau să zic, de ce ai vrea să realizezi toate aceste lucruri pe bune?

I mentioned it briefly at the beginning;

Am menționat acest lucru pe scurt la început;

the protein is biodegradable and biocompatible.

proteina este biodegradabilă și biocompatibilă.

And you see here a picture of a tissue section.

Aici vedeți o poză a unei secțiuni de țesut.

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

Ce înseamnă asta, că este biodegradabilă și biocompatibilă?

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

O poți implanta în corp fără a mai trebui să recuperezi ceea ce ai implantat.

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

Ceea ce înseamnă că toate dispozitivele pe care le-ați văzut mai înainte și toate formatele,

in principle, can be implanted and disappear.

în principiu, pot fi implantate și dispar.

And what you see there in that tissue section,

Iar ceea ce vedeți aici în acea secțiune de țesut,

in fact, is you see that reflector tape.

este, de fapt, acea bandă reflectorizantă.

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

Așa că, la fel cum ești văzut noaptea de catre un șofer,

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

ideea este că poți vedea, dacă iluminezi țesutul,

you can see deeper parts of tissue

poți vedea părțile mai profunde din țesut

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

datorită acelei benzi reflectorizante care este confecționată din mătase.

And you see there, it gets reintegrated in tissue.

Așa cum puteți vedea, este reintegrată în țesut.

And reintegration in the human body

Iar reintegrarea în corpul uman

is not the only thing,

nu este singurul lucru.

but reintegration in the environment is important.

Dar reintegrarea în mediu este importantă.

So you have a clock, you have protein,

Deci aveți un ceas, aveți proteină,

and now a silk cup like this

și acum un pahar din mătase ca acesta

can be thrown away without guilt --

poate fi aruncat fără grijă.

(Applause)

(Aplauze)

unlike the polystyrene cups

Spre deosebire de paharele din polistiren

that unfortunately fill our landfills everyday.

care din păcate ne umplu gropile de gunoi în fiecare zi.

It's edible,

Este comestibil,

so you can do smart packaging around food

așa că poți crea ambalaje inteligente pentru mâncare

that you can cook with the food.

pe care le poți găti cu mâncarea.

It doesn't taste good,

Nu are gust bun,

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

așa că voi avea nevoie de ajutor cu asta.

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

Dar probabil cel mai remarcabil lucru este că face un cerc complet.

Silk, during its self-assembly process,

Mătasea, în timpul procesului de auto-asamblare,

acts like a cocoon for biological matter.

se comportă ca un cocon pentru materia biologică.

And so if you change the recipe,

Așa că dacă schimbi rețeta,

and you add things when you pour --

și adaugi chestii când torni --

so you add things to your liquid silk solution --

deci adaugi chestii la soluția de mătase lichidă --

where these things are enzymes

aceste chestii putând fi enzime

or antibodies or vaccines,

sau anticorpi sau vaccinuri,

the self-assembly process

procesul de auto-asamblare

preserves the biological function of these dopants.

conservă funcțiile biologice ale acestor dopanți.

So it makes the materials environmentally active

Așa că face materialele reactive cu mediul

and interactive.

și interactive.

So that screw that you thought about beforehand

Așa că acel șurub la care vă gândeați mai devreme

can actually be used

poate fi folosit de fapt,

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

pentru a înșuruba un os laolaltă -- un os fracturat --

and deliver drugs at the same,

și a furniza medicamente în același timp,

while your bone is healing, for example.

în timp ce osul tău se vindecă, de exemplu.

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

Sau îți poți ține medicamentele în portofel, și nu în frigider.

So we've made a silk card

Așa că am facut o cartelă de mătase

with penicillin in it.

cu penicilină în ea.

And we stored penicillin at 60 degrees C,

Și am stocat penicilină la 60 grade C,

so 140 degrees Fahrenheit,

adică 140 grade Fahrenheit,

for two months without loss of efficacy of the penicillin.

pentru două luni, fără pierderi ale eficacității penicilinei.

And so that could be ---

Așa că asta ar putea fi --

(Applause)

(Aplauze)

that could be potentially a good alternative

asta are potențialul să fie o alternativă bună

to solar powered refrigerated camels. (Laughter)

la cămilele refrigerate alimentate solar.

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

Și desigur, spațiul de stocare nu-și are rostul dacă nu poți folosi ce ai stocat.

And so there is this other unique material trait

Așa că iată altă proprietate materială unică

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

pe care o au aceste materiale, aceea că sunt degradabile programativ.

And so what you see there is the difference.

Așa că ceea ce vedeți acolo este diferența.

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

Deasupra, aveți un film care a fost programat să nu se degradeze,

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

iar dedesubt, un film care a fost programat să se degradeze în apă.

And what you see is that the film on the bottom

Și ceea ce vedeți este că filmul de dedesubt

releases what is inside it.

eliberează ceea ce este în el.

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

Deci permite recuperarea a ceea ce am stocat înainte.

And so this allows for a controlled delivery of drugs

Iar asta permite livrarea controlată a medicamentelor

and for reintegration in the environment

și reintegrarea în mediu

in all of these formats that you've seen.

a tuturor acestor formate pe care le-ați văzut.

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

Așa că firul descoperirii pe care am făcut-o chiar este un fir.

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

Suntem plini de pasiune față de ideea aceasta că orice vrei să faci,

whether you want to replace a vein or a bone,

fie că vrei să înlocuiești o venă sau un os,

or maybe be more sustainable in microelectronics,

sau poate să fii mai durabil în microelectronice,

perhaps drink a coffee in a cup

poate să bei cafea într-un pahar

and throw it away without guilt,

și să-l arunci fară grijă,

maybe carry your drugs in your pocket,

poate să-ți cari medicamentele în buzunar,

deliver them inside your body

să le transmiți în corp

or deliver them across the desert,

sau să le livrezi pe tot întinsul deșertului,

the answer may be in a thread of silk.

răspunsul ar putea fi într-un fir de mătase.

Thank you.

Vă mulțumesc.

(Applause)

(Aplauze)