أود منكم أن تأتوا معي في رحلة ميدانية، سأذهب إلى الشاطئ وستأتون معي، سنستمتع بنسيم البحر ورذاذه المالح. ثم سننطلق إلى حافة الماء، وستلاحظون عندها أن الأمواج بدأت تضربنا، ومن الصعب حقًا أن نبقى في المكان، أليس كذلك؟ لكن الآن، انظروا للأسفل، وما ستشاهدونه هو أن الصخور مغطاة تمامًا بكل أنواع المخلوقات البحرية التي تجلس هناك في مكانها، دون أي مشكلة. حيث يبدو أنه إذا كنت تود أن تبقى على قيد الحياة في هذه البيئة المتطلِبة جدًا، ففي الحقيقة، سيعتمد وجودك على قدرتك على صنع الصمغ. لذا دعوني أقدمكم لبعض من أبطال قصتنا، فقط القليل منهم. فهناك المحار، وستلاحظون أنها تغطي الصخور، وما تفعله هو أنها تشكل لواصق، تجعلها ملتصقة على الصخور، وملتصقة ببعضها البعض أيضًا. فجميعها مختبئة معًا كفريق واحد. هذه صورة مقربة لمحار مرجاني، والمحار مخلوقات رائعة. ما تفعله هو أنها تلتصق ببعضها البعض، مشكّلة أنظمةً ضخمةً من هذه الشعب المرجانية. تصل بطولها إلى الكيلومترات وتضرب مئات الأمتار بعمقها، وبشكل مثير للجدل، فإنها تشكل التأثير الأكبر حول كيف كانت ستبدو الحياة الصحية للكائنات البحرية الشاطئية دونها فهي تقوم بتنقية مياه البحر بشكل دائم، وتلتقط الرمل والأوساخ حولها. في الحقيقة، توجد كائنات أخرى تعيش داخل هذه الشعب. ثم، إن كنتم تتساءلون عن ما يحدث في حال قدوم عاصفة ما، سيكون على العاصفة أن تقطع أولًا أميالًا من الشعب المرجانية، ما سيعمل على حماية الشاطئ المتواجد خلفها. ما يجعل الشعب المرجانية مؤثرة فعلًا. إن زُرتم أي شاطئ صخري جميل في أي مكان في العالم، فلا بد وأنكم شاهدتم كائنات البرنقيل البحرية. ما تفعله هذه الكائنات، وغيرها الكثير، فهذه 3 فقط من هذه الأنواع، أنها تُصنع موادًا لاصقة، تساعدها على الالتصاق بالصخور وببعضها البعض وبالتالي بناء مجتمعاتها، وبفعلها هذا، فهي تحصل على العديد من الفوائد لتبقى على قيد الحياة. فإن تعرض أي جزء منها لبعض الاضطراب أو لبعض الحوادث المدمِرة من قبل البيئة، فلن يتأثر الكل وسيلزمون أماكنهم. وهناك فائدة أيضًا في خاصية العدد الهائل فهي تساعد على إبقاء الحيوانات المفترسة بعيدة، لأنه، لنقل مثلًا، إذا أراد طائر النورس التقاطك وأكلك، فمن الصعب عليه التقاط الشعب المرجانية لأنها ملتصقة معًا. وهناك أمر مهم أيضًا يتعلق بخاصية التكاثر. هل تستطيعون أن تتخيلوا عنما يقرر السيد والسيدة برنقيل: "حسنًا، إنه وقت مناسب لإنجاب ابننا برنقيل"، حتى الآن لن أخبركم كيف يفعلون ذلك، لكن عندما يقررون أنه حان الوقت المناسب لفعل ذلك، فإن الأمر أسهل كثيرًا، ستزيد الكفاءة لديهم إذا كانوا يعيشون قرب بعضهم البعض. لذا علينا أن نفهم كيف يفعلون ذلك: كيف يلتصقون؟ ولا أستطيع أن أخبركم بكل تلك التفاصيل، لأننا ما زلنا نحاول اكتشافها، لكن دعوني أريكم لمحة عن بعض الأشياء التي نحاول فعلها. هذه صورة لإحدى الأنظمة البحرية التي نمتلكها في مخبرنا، وكل شيء في الصورة هو جزء من نظامنا، وما نفعله هو أننا نحاول الحفاظ... تستطيعون أن تروا في القاع، داخل الخزان الزجاجي هناك، مجموعة من المحار. الماء بارد، والأضواء تدور، وقد صنعنا بعض الاضطراب في النظام لأن الكائنات البحرية تنتج لنا موادًا لاصقة أكثر عندما يكون وضع الماء مضطربًا. لذا فنحن بذلك نحفزهم لينتجوا لنا ذلك، نجمعه، وندرسه. إنهم هنا في إنديانا؛ وعلى حد علمهم سيتواجدون في ماين في فبراير، ويبدو أنهم سعداء بقدر ما نستطيع أن نقول. ونحن نعمل أيضًا مع نوع محار آخر، وفي الأعلى، توجد صورة لشعبة مرجانية صغيرة في كارولينا الجنوبية، وما نحن مهتمون بمعرفته هو كيفية التصاقهم ببعضهم البعض، كيف يرتبطون. لذا فإن ما ترونه في الصورة السفلية هو محارتان ملتصقتان معًا. نود أن نعرف ما يدور بينهما، لذلك فقد قمنا بقطعهما والنظر أسفلهما عدة مرات، وفي سلسلة الصور القادمة التي سترونها هنا، في الأسفل، هناك غلافان، كل منهما لحيوان مختلف، والمادة اللاصقة بينهما. إذا نظرتم إلى الصورة على اليمين، ما سترونه ربما هو وجود هيكل معين في غلاف كل منهما، لكن بعدها، ستظهر المادة اللاصقة بشكل مختلف. وهكذا فإننا نستعمل كل أنواع الأدوات الكيميائية والحيوية لنفهم ما الذي يجري هناك، والذي ما زلنا في طور اكتشافه هو أن تلك الهياكل مختلفة وكيمياؤها مختلفة أيضًا، وهذا شيء ممتع حقًا. وفي هذه الصورة... دعوني أخطو للخلف قبل أن أخبركم ما هي. هل تعرفون برنامج الرسوم المتحركة "باص المدرسة السحري"؟ وإذا كنتم كبارًا قليلًا، هل تعرفون برنامج "الرحلة الرائعة"؟ أتتذكرون، كيف كانت الشخصيات هناك تستطيع التقلص لتصبح بحجم الكائنات المجهرية الدقيقة، لتدخل بعدها في دوامة ما وتسبح أو تحلق حول أو داخل تلك المخلوقات الحية؟ أنا أفكر هكذا حول هذا الأمر، باستثناء كونه حقيقيًا في هذه الحالة. وما فعلناه هو أننا نملك محارتيْن ملتصقتين معًا، ويبدو أن هذه المنطقة اعتادت على أن تكون ممتلئة بالصمغ، وقد اكتشفنا أن الصمغ يتكون من عدة مركبات مختلفة، لكن بشكل عام، هناك مكونات صلبة وغير لاصقة، وأخرى ناعمة ولاصقة، قمنا بإزالة المركبات غير اللاصقة لنرى ما سيتبقى من المادة التي تعمل على لصق هذه الكائنات، وما وجدناه هو هذا، وجود طبقة لاصقة تجمعهم معًا. وما أعتقده أنها صورة رائعة حقًا لأنك تتخيل نفسك تطير جيئة وذهابًا هناك. على كل حال، هذه بعض الأشياء التي نفعلها لنفهم كيف تقوم الكائنات البحرية بصنع هذه المواد. ومن وجهة نظر أساسية، من الممتع حقًا أن نتعلم شيئًا كهذا. لكن بم ستنفعنا هذه المعلومات؟ ستُضاف فائدة للكثير من التطبيقات التكنولوجية إذا استطعنا محاكاة ما تفعله هذه الكائنات. سأعطيكم مثالًا. تخيل نفسك في البيت وقد كسرت تمثالك أو كأسك المفضل أو شيئًا كهذا. تود حينها لو تجمعه معًا مرة أخرى. أين ستذهب لفعل ذلك؟ ستذهب لمكاني المفضل في البلدة، وهو جناح الغراء في متجر الأدوات. أعلم أين تمضون لياليكم لأنكم أناس رائعون، فأنتم هنا، حيث تمضون لياليكم في المقاهي والحفلات... أما أنا فأمضي كل ليلة هنا. على كل حال، فقد أردت أن أحضر لاصقًا من كل نوع إلى البيت، لكن قبل أن تحاول وضع القطع معًا، أود منك أن تجرب ذلك بدلو من الماء. لن يعمل ذلك، أليس كذلك؟ كلنا نعلم هذا. لكن علم الأحياء البحري وجد حلًا لهذا، لذا فما علينا فعله هو أن نكتشف طريقتهم لفعل ذلك. وإحدى المعضلات هنا هو أنك لا تستطيع أن تذهب وتلتقط المواد من على الشاطئ، لأنك إن حصلت على بعض المحار وحاولت أن تستحلبه لتستخرج مادته اللاصقة، فلن تتحصل إلا على القليل منها، لكنها لن تكون كافية أبدًا لتفعل بها أي شيء ستكون كافية فقط لتراها. نحتاج لأن نحصل على حجم كبير جدًا. لذا يوجد بالأعلى صورة لإحدى أنواع الجزيئات التي تستخدمها الحيوانات لصنع صمغها، وهي عبارة عن جزيئات طويلة جدًا تدعى بروتينات، وتملك هذه البروتينات بالذات أجزاءً فريدة من نوعها تعطيها الخصائص اللاصقة. ما نريد فعله هو أخذ هذه الأجزاء الصغيرة التي تملك هذه الخصائص، ووضعها داخل الجزيئات الطويلة التي نستطيع الحصول عليها، لكننا نستطيع فعل ذلك على مستوى عال حقًا، وهو ما تعرفونه بمسمى البلاستيك أو البوليمرات، فنحن نوعًا ما نبَسط ما تفعله هذه الكائنات لكن بوضع تلك المواد اللاصقة بمركبات كبيرة. وقد طورنا عدة أنظمة التصاق مختلفة لفعل ذلك. عندما تصنع لاصقًا جديدًا بمظهر جيد، ماذا تفعل؟ تبدأ بالركض حول المختبر، لتعمل على لصق الأشياء معًا. في هذه الحالة، نأخذ القليل من الغراء ونلصق قطعتين معدنيتين معًا. ونعلق شيئًا منهما لنرى كيف تبدوان، استخدمنا وعاء من المحار الحي، واعتقدنا بأننا أذكياء جدًا. (ضحك) نحن ننظر إلى الكمية عادة بعيدًا عن النوعية، وقد أنشأنا علامة تجارية تنافس اللواصق التجارية، وفي الحقيقة فنحن نمتلك الآن بعض المواد التي هي أقوى في فاعليتها من السوبرغلو. وهو شيء رائع حقًا بالنسبة لي. لقد كان يومًا جميلًا في المختبر: إنه أقوى من السوبرغلو. وهنا شيء آخر نستطيع فعله. هذا خزان من ماء البحر، وفي هذه الحقنة واحدة من تركيباتنا اللاصقة. ما سنفعله هو أننا سنصبها كاملة تحت الماء على قطعة من المعدن. ولنصنع رابطة أو مفصلًا لاصقًا. أحضرنا قطعة أخرى من المعدن، وضعناها هناك فقط ووجهناها. ولأنك تريدها أن تستقيم، أعطها فرصة فقط، سوف نضع وزنًا عليها، لا شيء فاخر. هذا أنبوب يحتوي قطعة رصاص داخله، ليس الكثير. ثم تتركها قليلًا كي تستقيم. دون أن تعرضها للهواء؛ كل شيء يتم تحت الماء. لتلتقطها بعدها. لم أعرف أبدًا ما كان سيحدث؛ أنا دائمًا متوتر جدًا هنا. تلتقطها... ثم تجدها ملتصقة. إن هذا رائع حقًا. إن هذا الالتصاق الذي يحدث تحت الماء قوي جدًا. إنه حتى واحد من أقوى الالتصاقات التي حدثت تحت الماء إلى الآن. إنها أقوى من المواد التي تنتجها الحيوانات، بالنسبة لنا، فهي رائعة وممتعة حقًا. ما الذي سنفعله بهذه الأشياء؟ هنا بعض المنتجات التي لا بد وأنكم تعرفونها. فكر في هاتفك الخليوي، وحاسوبك النقال، والخشب الرقائقي في معظم الهياكل، هيكل سيارتك الداخلي، الأحذية، دليل الهاتف...أشياء كهذه. كلها مجمعة مع بعضها بواسطة مواد لاصقة، وهناك مشكلتان رئيسيتان تتعلقان بالمواد المصنِعة لهذه اللواصق. المشكلة الاولى أنها مواد سامة. فالمذنب الأسوأ هنا هو الخشب الرقائقي المستخدَم. الكثير من الأثاث وخشب الأرضيات اللاصق الرئيسي فيها هنا هو مادة الفورمالديهايد، وأعتقد أنكم سمعتم بها. فهي مادة غازية، ومسرطِنة، وللأسف فإننا نبني عدة طبقات منها، ونتنفس الكثير من هذه المادة المسرطِنة. فالأمر ليس جيدًا، أليس كذلك؟ أما القضية الأخرى فهي كون هذه المواد اللاصقة دائمة. فما الذي ستفعلونه بأحذيتكم أو سياراتكم أو أجهزتكم المحمولة في نهاية عمرهم الافتراضي، عندما تنتهون من استخدامها؟ في أفضل الأحوال، ستجدهم في مدافن القمامة. العديد من المواد القيمة موجودة هناك نود لو نكون قادرين على استخراجها وإعادة تدويرها، لكن لا يمكننا فعل ذلك بسهولة، لأن المواد مرتبطة معًا بشكل دائم، أليس كذلك؟ وقد بدأنا المحاولة بطريقة معينة لنعالج بعضًا من هذه المشاكل، وما فعلناه هنا هو أننا أخذنا جزيئًا طويلًا آخر والذي نستطيع استخراجه من الذرة، ثم أضفنا لهذا الجزيء، بعضًا من كيمياء الالتصاق التي حصلنا عليها من المحار. ولأننا صنعنا هذا المركب من الذرة والمحار، أطلقنا عليه اسم مركب الزبد والعشب. وهو مركب يلتصق بشكل جيد حقًا. إنه قوي جدًا. وهو مركب حيوي بالأساس. وهذا أمر جيد. لكن الأكثر أهمية بالأمر هنا، أنه قابل للتحلل؛ حيث نستطيع تحليله تحت ظروف معتدلة جدًا، فقط عبر الماء. فالأمر الذي نستطيع فعله هو جمع الأشياء معًا وربطها بقوة عندما نريد ذلك، وأيضًا نستطيع فصلها حينما نريد. إنه شيء نفكر به جميعًا. وهذا مكان نود لو أننا جميعًا نكون به. لكننا في هذه الحالة بالذات، لا نود أن نتواجد هنا، سنستبدل هذه الأشياء. الغرز والدبابيس والمسامير: بهذه الأشياء تُغلق جروحكم إن تعرضتم لجراحة أو إصابة ما. إنه أمر مروع، إنه يؤلم. في حالة الغرز، انظروا لحجم الضغط الآلي والمركَّز الذي يتم لسحب الأشياء وجمعها معًا؛ أنتم فعليًا تصنعون أمكنة للالتهابات؛ فتح فجوات في الأنسجة الصحية ليس بالشيء الجيد. وإن كنتم تودون وضع صفيحة لجمع العظام معًا، انظروا إلى كم العظام الصحية التي ستحفرون بها فقط لوضع الصفيحة في مكانها، إنه أمر مروع. يبدو لي وكأن هذه الأشياء أتت من غرفة للتعذيب في العصور الوسطى، لكنها غرفة نجارتنا الجراحية الحديثة. وبذلك أنا أتمنى لو نحصل على مكان نستطيع فيه استبدال هذه الأنظمة بالمواد اللاصقة، أليس كذلك؟ إنه ليس بالأمر السهل.
So I'd like you to join me on a field trip, and I want to go to the beach and take you all to the beach and so enjoy the sea air and the salt spray. And let's go down to the water's edge, and you'll notice we're getting knocked around by the waves, and it's really difficult to stay in place, right? But now, look down, and what you're going to see is that the rocks are covered by all sorts of sea creatures that are just staying there in place, no problem. It turns out that if you want to survive in this really demanding environment, your very existence is dependent upon your ability to make glue, actually. So let me introduce you to some of the heroes of our story, just a few of them. So these are mussels, and you'll notice they're covering the rocks, and what they've done is made adhesives, and they're sticking down on the rocks, and they're sticking to each other, actually. So they're hunkered down together as a group. This is a close-up photograph of an oyster reef, and oysters, they're amazing. What they do is they cement to each other, and they build these huge, extensive reef systems. They can be kilometers long, they can be meters deep, and arguably, they are the most dominant influence on how healthy any coastal marine ecosystem is going to be because what they do is they're filtering the water constantly, they're holding sand and dirt in place. Actually, other species live inside of these reefs. And then, if you think about what happens when a storm comes in, if the storm surge first has to hit miles of these reefs, the coast behind it is going to be protected. So they're really quite influential. If you've been to any rocky beach pretty much anywhere in the world, you're probably familiar with what barnacles look like. And so what these animals do - and there's many others, these are just three of them - is they make adhesives, they stick to each other and to the rocks and they build communities, and by doing this, there's a lot of survival advantages they get. So one of them is that just any individual is subjected to less of the turbulence and all the damaging features that can happen from that environment. So they're all hunkered down there. Then, also, there's a safety in numbers thing because it also helps you keep away the predators, because if, say, a seagull wants to pick you up and eat you, it's more difficult for the seagull if they're stuck together. And then another thing is it also helps with reproductive efficiency. So you can imagine that when Mr. and Mrs. Barnacle decide, "OK, it's time to have little baby barnacles" - I won't tell you how they do that just yet - but when they decide it's time to do that, it's a lot easier, and their reproductive efficiency's higher if they're all living close together. So we want to understand how they do this: How do they stick? And I can't really tell you all the details, because we're still trying to figure it out, but let me give you a little flavor of some of the things that we're trying to do. This is a picture of one of the aquarium systems we have in our lab, and everything in the image is part of the system, and so what we do is we keep - and you can see in the glass tank there, at the bottom, a bunch of mussels. We have the water chilled, we have the lights cycled, we actually have turbulence in the system because the animals make more adhesives for us when the water is turbulent. So we induce them to make the adhesive, we collect it, we study it. They're here in Indiana; as far as they know, they're in Maine in February, and they seem to be pretty happy, as far as we can tell. And then we also work with oysters, and up top, it's a photo of a small reef in South Carolina, and what we're most interested in is how they attach to each other, how they connect. So what you can see in the bottom image is two oysters cementing to each other. We want to know what's in between, and so a lot of times, we'll cut them and look down, and in the next series of images we have here, you can see, on the bottom, we'll have two shells, the shell of one animal and the shell of another animal, and the cement's in between. If you look at the image on the right, what you can maybe see is that there's structure in the shell of each animal, but then, the cement actually looks different. And so we're using all sorts of fancy biology and chemistry tools to understand what's going on in there, and what we're finding is the structures are different and the chemistry is actually different, and it's quite interesting. And in this picture - I guess, let me step back before I tell you what this is. So do you know the cartoon "The Magic School Bus"? Or if you're a little bit older, "Fantastic Voyage," right? And you remember, they had characters that they would shrink down to these microscopic levels, and then they would sort of swirl in and swim around and fly around all these biological structures? I think of this as like that, except for it's real in this case. And so what we did is we have two oysters that are stuck together, and this area used to be completely filled in with the cement, and what we're finding is that the cement has lots of different components in there, but broadly speaking, there are hard, non-sticky parts and there are soft, sticky parts, and what we did is we removed the non-sticky parts selectively to see what's left - for what's actually attaching the animals - and what we got is this, and we can see there's a sticky adhesive that's holding them together. And I just think it's a really cool image because you can imagine yourself flying in and going back there. Anyways, those are some of the things we're doing to understand how marine biology is making these materials. And from a fundamental perspective, it's really exciting to learn. But what do we want to do with this information? Well, there's a lot of technological applications if we can harness what the animals are doing. So let me give you one example. So imagine you're at home and you break your favorite figurine or a mug or something like that. You want to put it back together. So where do you go? You go to my favorite place in town, which is the glue aisle of the hardware store. I know where you spend your nights because you're all hip, cool people, because you're here, and you're going to bars and concerts - this is where I hang out every night. So anyways, so what I want you to do is get one of every adhesive that's on the shelf, bring it home, but before you try to put things back together, I want you to try to do it in a bucket of water. It's won't work, right? We all know this. So obviously, marine biology has solved this, so what we need to do is figure out ways to be able to copy this ourselves. And one of the issues here is you can't just go and get the materials from the beach, because if you get some mussels and try to milk them for their adhesive, you'll get a little bit of material, but you're never going to have enough to do anything with, just enough to see. We need to scale this up, ideally maybe train-car scale. So on the top is an image of one of the types of molecules that the animals use to make their glue, and what they are is very long molecules called proteins, and these proteins happen to have some fairly unique parts in them that bring about the adhesive properties. What we want to do is take those little parts of that chemistry, and we want to put it into other long molecules that we can get, but that we can make on a really large scale, so you might know them as plastics or polymers, and so we're sort of simplifying what they do but then putting that adhesion chemistry into these large molecules. And we've developed many different adhesive systems in doing this. When you make a new adhesive that looks pretty good, what do you do? You start running around the lab, just sticking stuff together. In this case, we took a bit of a glue and glued together two pieces of metal. We hung something from it to see what it looked like, so we used a pot of live mussels, and we thought we were very clever. (Laughs) We're obviously much more quantitative about this most often, and so we benchmark against commercial adhesives, and we actually have some materials now that are stronger than superglue. So to me, that's really cool. That's a good day in the lab: it's stronger than superglue. And here's something else that we can do. So this is a tank of seawater, and then in that syringe is one of our adhesive formulations. What we're doing is we're dispensing it completely underwater on a piece of metal. And then we want to make an adhesive bond, or joint. So we take another piece of metal, and we put it on there and just position it. And you want to let it set up for a while, give it a chance, so we'll just put a weight on it, nothing fancy. This is a tube with lead shot in it, nothing fancy. And then you let it sit for a while. So this has never seen air; it's completely underwater. And you pick it up. I never know what's going to happen; I'm always very anxious here. You pick it up ... and it stuck. To me, this is really cool. So we can actually get very strong underwater adhesion. Possibly, it's the strongest or one of the strongest underwater adhesives that's ever been seen. It's even stronger than the materials that the animals produce, so for us, it's pretty exciting, it's pretty cool. So what do we want to do with these things? Well, here are some products that you're probably really familiar with. So think about your cell phone, your laptop, plywood in most structures, the interior of your car, shoes, phone books - things like this. They're all held together with adhesives, and there's two main problems with the adhesives used in these materials. The first one is that they're toxic. So the worst offender here is plywood. Plywood or a lot of furniture or wood laminate in floors - a main component of the adhesives here is formaldehyde, and it's maybe a compound you've heard of. It's a gas, and it's also a carcinogen, and so we're constructing a lot of structures from these adhesives, and we're also breathing a lot of this carcinogen. So not good, obviously, right? The other issue is that these adhesives are all permanent. And so what do you do with your shoes or your car or even your laptop at the end of life, when you're done using it? For the most part, they end up in landfills. There's precious materials in there we'd love to be able to get out and recycle them, but we can't do it so easily, because they're all stuck together permanently, right? So here's one approach we're taking to try and solve some of these problems, and what we've done here is we've taken another long molecule that we can actually get from corn, and then into that molecule, we've put some of the adhesion chemistry from the mussels. So because we've got the corn and we've got the mussels, we call this our surf-and-turf polymer. And it sticks. It sticks really well. It's very strong. It's also bio-based. That's nice. But maybe more importantly, here, it's also degradable; we can degrade it under very mild conditions, just with water. And so what we can do is we can set things up and we can bond them strongly when we want, but we can also take them apart when we want. It's something we're thinking about. And here is a place where a lot of us want to be. Actually, in this specific case, this is a place we do not want to be, but we'd like to replace this. So sutures, staples, screws: this is how we put you back together if you've had some surgery or an injury. It's just awful. It hurts. In the case of the sutures, look at how much you're making concentrated, mechanical stresses as you pull things together; you're making sites for infection; poke holes in healthy tissue - it's not so good. Or if you need a plate to hold together your bones, look at how much healthy bone you have to drill out just to hold the plate in place - so this is awful. To me, it looks like these were devised in a medieval torture chamber, but it's our modern surgical joinery. So I'd love it if we'd get to a place where we can replace systems like this with adhesives, right? It's not easy.
نحن نعمل على هذا، لكنه ليس شيئًا سهلًا. فكروا بالأمور التي ستحتاجها المواد اللاصقة في هذه الحالات. أولًا وقبل كل شيء، سنحتاج لمادة لاصقة تعمل في بيئة رطبة. وإذا نظرتم للصور الصغيرة والسخيفة هناك، إنها فقط لتظهر أن 60% من مكونات أجسامنا يشكلها الماء. فأجسامنا تشكل بيئة رطبة. وهي تُظهر لكم أيضًا السبب في كوني عالمًا لا فنانًا. لقد وجدت رسالتي في الحياة بكل سهولة. الأمر الآخر الذي نحتاجه لاستبدال المعدات الطبية: أن تكون هذه اللواصق قوية كفاية بالطبع، وأن لا تكون سامة. أنت لا تود أن تؤذي المرضى. أن نحصل على متطلبين من ذلك في هذه المواد هو شيء سهل. لقد أُنجز عدة مرات. أما أن تُجمع الخصائص الثلاثة معًا لم يتم قبلًا؛ إنه صعب جدًا. إن تكلمت بالأمر مع الجراحين، سيشعرون أنه من الصعب إرضاؤك: "أوه، في الحقيقة أود أن تُوضع المادة اللاصقة بنفس وقت الجراحة." أوه، حسنًا. أو: "أوه، أود للمادة اللاصقة أن تتحلل لتستطيع أنسجة جسم المريض أن تعيد هيكلة المكان." إنه أمر صعب جدًا، ما زلنا نعمل عليه. هذه صورة واحدة فقط. فنحن نملك جميع أنواع العظام والجلد والأنسجة الناعمة والقاسية، والتي أحيانًا نضربها بالمطرقة. عادة ما نقطعها بأشكال دقيقة جدًا؛ ثم نلصقها معًا. لقد حصلنا على بعض النتائج المحمسة، ببعض المواد القوية، بعض الأشياء التي تبدو وكأنها ليست سامة. تبقى رطبة، وتبدو جيدة فعلًا، لكنني لن أخبركم بأننا أوجدنا حلًا لمشكلة الالتصاق الرطب، لأننا لم نفعل بعد، لكنها بالتأكيد ضمن رؤيتنا للمستقبل. هذه أحد الأمكنة التي نود رؤية الأشياء تذهب بعيدًا انطلاقًا منها. هناك أماكن أخرى أيضًا، تستطيعون تخيلها، ربما سيكون الوضع أفضل إذا حصلنا على قوة لاصقة أكثر بالمكان. مثل مستحضرات التجميل. عندما تفكر بالأظافر المزيفة والرموش الاصطناعية، كهذه... ماذا يستخدمون؟ إنهم يستخدمون موادًا لاصقة سامة جدًا. لا بد وأن تُستبدل. إن هذا شيء نود فعله حقًا. وهناك أماكن أخرى أيضًا. فكروا بالسيارات والطائرات. كلما كانوا أخف، كلما كان وقودهم فعالًا أكثر. لذلك إذا استطعنا أن نبتعد عن المسامير واللحام نستطيع أن نضع لواصق أكثر هناك، وبالتالي سنكون سعيدين أكثر بجيل مواصلاتنا المستقبلي. بالنسبة لنا، فإن كل ذلك ينبع من الشاطئ. ننظر حولنا ونتساءل: "كيف تلتصق تلك الكائنات البحرية؟ وما الذي نستطيع فعله مع التكنولوجيا؟" وأراهنكم أنه ما زال الكثير الذي يمكننا أن نتعلمه من الأحياء والطبيعة. لذلك فإنني أشجعكم جميعًا في المستقبل أن تتركوا هواتفكم وحواسيبكم المحمولة التي لا يمكن إعادة تدويرها وتخرجوا وتكتشفوا العالم الطبيعي وتبدؤوا بطرح أسئلتكم الخاصة حوله. شكرًا جزيلًا لكم. (تصفيق)
We're working on this, but this is not easy. So think about what you would need for adhesives in these cases. So first of all, you would need an adhesive that will set in a wet environment. And if you look at the silly little picture there, it's just to illustrate that our bodies are about 60 percent water, so it's a wet environment. It's also to illustrate that this is why I am a scientist and not an artist. I did not miss my calling at all. So then, the other requirements you need for a good biomedical adhesive: it needs to bond strongly, of course, and it needs to not be toxic. You don't want to hurt the patients. And getting any two of those requirements in a material is pretty easy. It's been done many times. But getting all three hasn't been done; it's very hard. And then if you talk to surgeons, they get really picky: "Oh, actually I want the adhesive to set on the same time frame as the surgery." Oh, okay. Or, "Oh, I want the adhesive to degrade so the patient's tissues can remodel the site." So this is really hard. We're working on it. This is just one image we have. So we're getting all sorts of bones and skin and soft tissue and hard tissue, and sometimes we'll whack it with a hammer. Usually, we're cutting it in very precise shapes; then we glue them back together. We've got some exciting results, some strong materials, some things that look like they're not toxic. They set wet, looks pretty good, but I won't tell you we've solved the wet-adhesion problem, because we haven't, but it's certainly in our sights for the future. So that's one place that we'd like to see things go farther down the road. There's lots of other places, too, you can imagine, we might be better off if we could get more adhesives in there. So one thing is cosmetics. So if you think about people putting on fake nails or eyelash extensions here - like this - what do they use? They use very toxic adhesives right now. So it's just ripe for replacement. That's something we'd like to do. And there are other places too. So think about cars and planes. The lighter you can make them, the more fuel efficient they're going to be. And so if we can get away from rivets and from welding to put more adhesives in there, then we might be better off with our future generation of transportation. So for us, this all comes back to the beach. So we look around and we wonder, "How do these sea creatures stick? And what can we do with the technology?" And I would argue that we have really a lot of things we can still learn from biology and from nature. So what I'd like to encourage you all to do in the future is put down your nonrecyclable laptops and cell phones and go out and explore the natural world and then start asking some of your own questions. Thanks very much. (Applause)