Fiorenzo Omenetto: Silk, the ancient material of the future

Fiorenzo Omenetto: Lụa, chất liệu xưa cho tương lai

Translator: Minh Trang Lai Reviewer: Dang Trang Nguyen

Thank you.

Cảm ơn các bạn.

I'm thrilled to be here.

Tôi thực sự xúc động khi ở đây.

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

Tôi sẽ trình bày về 1 vật liệu xưa theo cách mới

that still continues to amaze us,

mà vẫn đang tiếp tục khiến chúng ta kinh ngạc,

and that might impact the way we think

nó có thể ảnh hưởng đến cách nghĩ của chúng ta

about material science, high technology --

về khoa học vật chất, về công nghệ cao --

and maybe, along the way,

và cũng có thể,

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

nó đồng thời tạo ra 1 vài thứ cho y học và cho sức khỏe toàn cầu, giúp cho sự tái trồng rừng.

So that's kind of a bold statement.

Đó là những trình bày đậm nét của tôi.

I'll tell you a little bit more.

Tôi sẽ nói thêm cho các bạn rõ.

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

Vật liệu này thực ra có 1 vài đặc điểm khiến nó dường như quá tốt để trở thành sự thật.

It's sustainable; it's a sustainable material

Nó bền vững; đây hẳn là 1 chất liệu bền vững

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

để có thể xử lý trong môi trường nước và ở nhiệt độ phòng --

and is biodegradable with a clock,

và nó có thể bị vi khuẩn làm cho thối rữa,

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

như vậy bạn có thể quan sát nó phân hủy ngay lập túc trong 1 cốc nước

or have it stable for years.

hay có thể bền vững trong nhiều năm.

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

Nó không có đôc; nó được gây nhiễm vào cơ thể người

without causing any immune response.

mà không gây ra bất kỳ phản ứng miễn dịch nào.

It actually gets reintegrated in the body.

Nó thực sự có thể hòa nhập vào cơ thể.

And it's technological,

Và nó mang tính công nghệ,

so it can do things like microelectronics,

nên nó có thể tạo ra những thứ như vi điện tử,

and maybe photonics do.

hay các lượng tử.

And the material

Và vật chất đó

looks something like this.

trông như thế này đây.

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

Trên thực tế, vật chất mà bạn nhìn thấy trong suốt.

The components of this material are just water and protein.

Vật chất này tạo nên chỉ từ hợp chất của nước và prôtein.

So this material is silk.

Và vật chất đó chính là lụa.

So it's kind of different

Nó khác với

from what we're used to thinking about silk.

những gì chúng ta từng nghĩ về lụa.

So the question is, how do you reinvent something

Câu hỏi đặt ra là, làm thế nào để tái tạo 1 thứ

that has been around for five millennia?

đã tồn tại khoảng 5 thiên niên kỷ?

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

Quá trình khám phá, nói chung là, được truyền cảm hứng từ tự nhiên.

And so we marvel at silk worms --

Chúng tôi thực sự thấy kinh ngạc với loài tằm --

the silk worm you see here spinning its fiber.

loài tằm mà bạn thấy đang nhả tơ như vậy.

The silk worm does a remarkable thing:

Loài tằm đã làm được 1 điều kỳ lạ:

it uses these two ingredients, protein and water,

chúng sử dụng 2 thành phần, prôtein và nước,

that are in its gland,

những thứ có sẵn trong các tuyến của chúng,

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

để tạo ra 1 vật liệu bảo vệ bền vững hiếm có --

so comparable to technical fibers

so sánh với các loại vải kĩ thuật

like Kevlar.

như Kevlar.

And so in the reverse engineering process

Trong quy trình ngược

that we know about,

mà chúng ta biết,

and that we're familiar with,

và quen thuộc với nó,

for the textile industry,

trong ngành công nghiệp dệt,

the textile industry goes and unwinds the cocoon

tạo ra rồi tháo những cái kén tằm

and then weaves glamorous things.

và rồi dệt nên những thứ đẹp tuyệt vời.

We want to know how you go from water and protein

Chúng tôi muốn biết làm thế nào để phát triển từ nước và prôtein

to this liquid Kevlar, to this natural Kevlar.

đến Kevlar lỏng, và Kevlar tự nhiên.

So the insight

Sự hiểu biết

is how do you actually reverse engineer this

là ở chỗ làm thế nào bạn vận hành ngược

and go from cocoon to gland

đi từ kén đến các tuyến

and get water and protein that is your starting material.

rồi thu được nước và prôtein, những vật liệu ban đầu.

And this is an insight

Sự hiểu biết này

that came, about two decades ago,

được biết đến khoảng 2 thập kỷ trước

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

bởi 1 người mà tôi may mắn được làm việ cùng,

David Kaplan.

David Kaplan.

And so we get this starting material.

Và chúng tôi bắt đầu thu được vật liệu ban đầu.

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

Chúng được đem trở lại những khuôn mẫu.

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

Và chúng tôi sử dụng nó để làm rất nhiều thứ --

like, for example, this film.

ví dụ như phim

And we take advantage of something that is very simple.

Chúng tôi tận dụng những thứ rất đơn giản.

The recipe to make those films

Công thức để tạo nên những cuộn phim này

is to take advantage of the fact

là lợi dụng thực tế rằng

that proteins are extremely smart at what they do.

prôtein rất thông minh ở những việc mà nó làm.

They find their way to self-assemble.

Chúng biết cách tự lắp ráp.

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

Vậy nên công thức rất đơn giản: bạn lấy lụa, nhúng nó vào nước,

and you wait for the protein to self-assemble.

rồi đợi prôtein tự lắp ráp.

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

Và rồi bạn tháo prôtein ra và thu được phim,

as the proteins find each other as the water evaporates.

như thể prôtein tự tìm đến nhau vì [nước bay hơi.]

But I mentioned that the film is also technological.

Nhưng tôi muốn nói rằng những cuộn phim này cũng mang tính kỹ thuật.

And so what does that mean?

Điều đó nghĩa là gì?

It means that you can interface it

Điều đó có nghĩa là bạn có thể dùng chung nó

with some of the things that are typical of technology,

với những thứ khác đặc trưng cho công nghệ,

like microelectronics and nanoscale technology.

như là vi điện tử hay công nghệ nano.

And the image of the DVD here

Bức ảnh của đĩa DVD ở đây

is just to illustrate a point

chỉ là minh họa cho việc

that silk follows very subtle topographies of the surface,

lụa có thể trải trên bề mặt của địa hình rất mỏng,

which means that it can replicate features on the nanoscale.

có nghĩa là bạn có thể tái tạo những đặc điểm này ở dạng nano.

So it would be able to replicate the information

Và nó có khả năng tái tạo thông tin

that is on the DVD.

trong chiếc đĩa DVD.

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

Và bạn có thể lưu trữ thông tin bằng nước và prôtein.

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

Chúng tôi đã tiến hành kiểm tra, bằng cách viết 1 đoạn thư tín lên mảnh lụa,

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

ngay ở đây, đoạn thư ở phía đó.

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

Và cũng giống như với DVD, bạn có thể đọc nó ở phương diện quang học.

And this requires a stable hand,

Nó yêu cầu 1 bàn tay vững chắc,

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

đó là lý do tại sao tôi quyết định thực hiện nó trên sân khấu, trước cả ngàn khán giả.

So let me see.

Để tôi xem nào.

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

Bạn thấy đấy, mảng phim trong suốt như thế này,

and then ...

và rồi...

(Applause)

(Vỗ tay)

And the most remarkable feat

Và sự kỳ công đáng kinh ngạc nhất

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

đó là tay tôi phải giữ nó trong khoảng thời gian đủ lâu để được thế này.

So once you have these attributes

Một khi bạn đã biết những thuộc tính

of this material,

của chất liệu này,

then you can do a lot of things.

bạn có thể làm rất nhiều thứ.

It's actually not limited to films.

Không chỉ giới hạn phim.

And so the material can assume a lot of formats.

Chất liệu này có thể tạo ra rất nhiều dạng khác.

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

Nếu bạn táo bạo 1 chút, và tạo nên rất nhiều hợp phần quang học khác nhau

or you do microprism arrays,

hay bạn dùng những mạng vi ăng-ten hình lăng trụ,

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

như là 1 cuộn băng phản chiếu ở giày chạy.

Or you can do beautiful things

Hay bạn có thể tạo ra những thứ rất đẹp

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

như là 1 chiếc máy ảnh có thể chụp được.

You can add a third dimensionality to the film.

Bạn có thể tạo ra chiều không gian thứ 3 cho cuộn phim.

And if the angle is right,

Và nếu bạn có được 1 góc phù hợp,

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

bạn hoàn toàn có thể nhìn thấy 1 kỹ thuật tạo ảnh 3 chiều xuất hiện ở cuộn phim làm từ lụa.

But you can do other things.

Và bạn cũng có thể làm những điều khác nữa.

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

Bạn hãy hình dung rằng bạn có thể sử dụng prôtein nguyên chất để dẫn ánh sáng,

and so we've made optical fibers.

và thế là chúng ta có được những vật liệu quang học.

But silk is versatile and it goes beyond optics.

Nhưng lụa cũng rất linh hoạt và chúng có thể làm nhiều hơn cả quang học.

And you can think of different formats.

Bạn có thể nghĩ tới rất nhiều dạng khác nhau.

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

Ví dụ như, nếu bạn lo lắng về việc phải tới bác sĩ và mắc kẹt với cái kim tiêm,

we do microneedle arrays.

chúng ta sẽ sử dụng các kim tiêm siêu nhỏ.

What you see there on the screen is a human hair

Trên màn hình, bạn đang nhìn thấy 1 sợi tóc người

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

được đặt trên 1 cây kim tiêm làm bằng lụa --

just to give you a sense of size.

chỉ để các bạn nhìn thấy khả năng kích thước thôi.

You can do bigger things.

Bạn có thể nhìn những thứ lớn hơn.

You can do gears and nuts and bolts --

Bạn có thể mua những bánh răng, đai ốc và bu-lông --

that you can buy at Whole Foods.

những thứ bạn có thể mua tại Whole Foods.

And the gears work in water as well.

Và những bánh răng này hoạt động cả trong nước nữa.

So you think of alternative mechanical parts.

Vậy là bạn có thể hình dung tới những bộ phận kĩ thuật thay thế.

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

Hoặc bạn có thể sử dụng chất lỏng Kevlar nếu cần 1 thứ gì đó thật khỏe

to replace peripheral veins, for example,

để thay thế cho, ví dụ như, các tĩnh mạch ngoại vi,

or maybe an entire bone.

hoặc cho toàn bộ xương.

And so you have here a little example

Và bạn có ở đây 1 ví dụ nhỏ

of a small skull --

của 1 sọ người nhỏ --

what we call mini Yorick.

chúng tôi gọi nó là Yorick thu nhỏ.

(Laughter)

(Tiếng cười)

But you can do things like cups, for example,

Và bạn có thể tạo ra các vật, ví dụ như, cốc

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

và như thế, nếu bạn có đính thêm 1 ít vàng, 1 ít chất bán dẫn

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

bạn có thể tạo ra các phần tử cảm biến gắn vào bề mặt của thức ăn.

You can do electronic pieces

Bạn có thể làm những bộ phận điện tử

that fold and wrap.

để bọc kín và gói lại.

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

Hay nếu bạn là 1 người thời trang, hãy xăm 1 vài LED bằng lụa.

So there's versatility, as you see,

Và như các bạn thấy đấy, đây thực sự là 1 tính chất đa dụng

in the material formats,

của các dạng vật liệu,

that you can do with silk.

và bạn có nó với lụa.

But there are still some unique traits.

Nhưng vẫn còn 1 vài đặc điểm khác thường nữa.

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

Ý tôi là, tại sao chúng ta muốn làm những điều này trở thành sự thật?

I mentioned it briefly at the beginning;

Tôi đã đề cập 1 cách ngắn gọn vào lúc đầu:

the protein is biodegradable and biocompatible.

prôtein có thể bị vi khuẩn làm cho thối rữa và tương thích sinh học.

And you see here a picture of a tissue section.

Bạn có thể thấy ở đây 1 bức ảnh của chỗ cắt mô.

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

Vậy nó có nghĩa là gì, có phải nó bị vi khuẩn là cho thối rữa và tương thích sinh học?

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

Bạn có thể gây nhiễm nó trong cơ thể mà không cần sửa chữa cái dùng để gây nhiễm.

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

Điều đó có nghĩa là tất cả các thiết bị mà bạn thấy trước đây, và tất cả các dạng,

in principle, can be implanted and disappear.

theo nguyên tắc, có thể bị gây nhiễm và biến mất.

And what you see there in that tissue section,

Và bạn có thể thấy ở vết cắt mô đó,

in fact, is you see that reflector tape.

trong thực tế, bạn thấy 1 phần viền phản xạ.

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

Vậy là, giống như 1 cái ô tô nhìn bạn trong bóng tối,

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

ý tưởng là bạn có thể nhìn thấy, nếu bạn chiếu sáng vào mô,

you can see deeper parts of tissue

bạn có thể thấy các phần sâu hơn của mô đó

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

bởi vì có 1 phần viền phản xạ ánh sáng được làm bằng lụa.

And you see there, it gets reintegrated in tissue.

Và bạn thấy đó, nó được khôi phục ở trong mô.

And reintegration in the human body

Và sự khôi phục trong cơ thể người

is not the only thing,

không chỉ là điều duy nhất.

but reintegration in the environment is important.

Sự khôi phục trong môi trường là quan trọng.

So you have a clock, you have protein,

Bạn có 1 cái đồng hồ, bạn có prôtein,

and now a silk cup like this

và giờ 1 cái cốc bằng lụa như thế này

can be thrown away without guilt --

có thể bị ném đi mà không thấy tội lỗi.

(Applause)

(Vỗ tay)

unlike the polystyrene cups

Không giống như những cái cốc làm bằng polyxetiren

that unfortunately fill our landfills everyday.

mà, 1 cách đáng tiếc, đang tràn ngập trong đất đai hàng ngày.

It's edible,

Nó không có độc,

so you can do smart packaging around food

vậy nên bạn có thể dùng nó để bọc quanh thức ăn

that you can cook with the food.

và nấu chúng.

It doesn't taste good,

Nó không ngon miệng đâu,

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

và tôi cần sự trợ giúp với điều đó.

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

Nhưng có vẻ như, điều đáng quan tâm nhất là nó có 1 sự tuần hoàn kín.

Silk, during its self-assembly process,

Trong quá trình tự lắp ráp,

acts like a cocoon for biological matter.

lụa hoạt động như là 1 cái kén với những chất sinh học.

And so if you change the recipe,

Vậy nên nếu bạn thay đổi công thức,

and you add things when you pour --

và thêm vào 1 số thứ khi đổ vào --

so you add things to your liquid silk solution --

bạn thêm vào 1 số thứ trong dung dịch lụa lỏng --

where these things are enzymes

đó là các enzym,

or antibodies or vaccines,

hoặc các kháng nguyên hay vắc xin,

the self-assembly process

quá trình tự lắp ráp

preserves the biological function of these dopants.

bảo quản chức năng sinh học của các chất phụ gia này.

So it makes the materials environmentally active

Và nó tạo ra các vật liệu tích cực và

and interactive.

tương tác với môi trường.

So that screw that you thought about beforehand

Và từ trước, bạn đã nghĩ tới việc

can actually be used

có thẻ thực sự sử dụng chúng

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

để gắn xương -- những mảnh xương bị gãy lại với nhau --

and deliver drugs at the same,

và vận chuyển thuốc cùng lúc,

while your bone is healing, for example.

khi xương bạn đang được chữa trị, ví dụ như vậy.

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

Hoặc bạn có thể để thuốc vào trong ví mình, chứ không phải trong tủ lạnh.

So we've made a silk card

Chúng tôi đã tạo ra các thẻ lụa

with penicillin in it.

với các kháng thể penixilin trong đó.

And we stored penicillin at 60 degrees C,

Và chúng tôi giữ chúng ở 60 độ C,

so 140 degrees Fahrenheit,

hay 140 độ F,

for two months without loss of efficacy of the penicillin.

trong 2 tháng mà không bị suy giảm hiệu lực của penixilin.

And so that could be ---

Và nó có thể là --

(Applause)

(Vỗ tay)

that could be potentially a good alternative

có khả năng là 1 sự thay thế tốt

to solar powered refrigerated camels. (Laughter)

cho những con lạc đà trong tủ lạnh chạy bằng năng lượng mặt trời.

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

Và dĩ nhiên là, sẽ không cần thiết để lưu giữ nếu bạn không thể sử dụng.

And so there is this other unique material trait

Và đó là 1 đặc điểm khác thường khác

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

mà vật liệu này có, chúng có thể bị suy yếu theo lập trình.

And so what you see there is the difference.

Và bạn có thể thấy 1 sự khác biệt ở đây.

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

Ở phía trên, bạn có 1 mảnh phim được lập trình để không bị suy yếu,

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

và ở phần đáy, mảnh phim đó được lập trình để bị suy biến trong nước.

And what you see is that the film on the bottom

Và bạn có thể thấy mảnh phim ở phía đáy

releases what is inside it.

giải phóng những gì bên trong nó.

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

Và cho phép phục hồi những gì chúng ta lưu trữ trước đó.

And so this allows for a controlled delivery of drugs

Và cũng cho phép kiểm soát sự phân phát thuốc

and for reintegration in the environment

và sự phục hồi trong môi trường

in all of these formats that you've seen.

ở tất cả các dạng mà bạn đã thấy.

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

Và sự phát hiện này thực sự cho chúng ta 1 sợi chỉ.

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

Chúng tôi thực sự say mê với ý tưởng rằng bất cứ điều gì bạn muốn làm,

whether you want to replace a vein or a bone,

bạn muốn thay thế 1 tĩnh mạch hay xương,

or maybe be more sustainable in microelectronics,

hoặc bạn muốn các vi điện tử bền vững hơn,

perhaps drink a coffee in a cup

hoặc uống cà phê trong 1 cái cốc

and throw it away without guilt,

mà có thể vứt bỏ nó mà không có cảm giác tội lỗi,

maybe carry your drugs in your pocket,

hay mang thuốc trong ví của mình,

deliver them inside your body

chuyển nó vào trong cơ thế

or deliver them across the desert,

hay chuyển nó qua sa mạc,

the answer may be in a thread of silk.

câu trả lời có thể nằm ở sợi chỉ lụa.

Thank you.

Cảm ơn các bạn.

(Applause)

(Vỗ tay)