أود منكم مشاركتي في رحلة ميدانية،
So I'd like you to join me on a field trip,
وأريد أن أذهب إلى الشاطئ وأن آخذكم كلكم إلى الشاطئ فنستمتع بجو البحر والرذاذ المالح. ولننزل إلى حافة الماء، وستلاحظون أننا نتعرض لضرب الأمواج، وأنه يصعب جداً البقاء ثابتين في المكان. ولكن الآن، انظروا للأسفل، وما سترون أن الصخور مغطاة بكل أنواع المخلوقات البحرية، التي تبقى فقط في مكانها هناك، بدون مشكلة. ومن الواضح أنه إذا أردتم البقاء أحياء في هذه البيئة المتطلبة، فإن وجودكم يعتمد على قدرتكم على صنع الغراء، في الواقع.
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're going to notice is we're getting knocked around by the waves, and it's really difficult to stay in place. 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. And 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.
لذا دعوني أقدم لكم بعض أبطال قصتنا، فقط عدد قليل منهم. هذا بلح البحر، وستلاحظون أنه يغطي الصخور. لقد صنعت المواد اللاصقة، وتعلق على الصخور، وتلتصق ببعضها البعض أيضًا. وتبقى مع بعضها كمجموعة.
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. They've made adhesives, and they're sticking down on the rocks, and they're also sticking to each other, actually. So they're hunkered down together as a group.
هذه صورة مقربة لشعاب من المحار، والمحار كائنات مدهشة. وما تفعله هو أنها تلتصق مع بعضها البعض، وتصنع أنظمة الشعاب الضخمة والواسعة. ويمكن أن تمتد لكيلومترات طولًا، وأمتار عمقًا، ويمكن القول إنها الأكثر تأثيرًا على مدى صحة أي نظام بيئي في الساحل، لأن ما تفعله هو تصفية المياه باستمرار، وتحفظ الرمل والتراب في مكانه. في الواقع، تعيش أنواع أخرى داخل هذه الشعاب. ثم إذا كنتم تفكرون في ما يحدث عندما تأتي العاصفة، إذا كان لارتفاع العاصفة أن يصل إلى أميال من هذه الشعاب، فسيكون الساحل وراءها محميًا. لذلك إنها مهمة جدًا.
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're 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.
إذا كنتم قد ذهبتم إلى أي شاطئ صخري في أي مكان في العالم، فربما تعرفون كيف تبدو البرنقيل. وما تفعله هذه الحيوانات... وهي أنواع عديدة، هذه فقط ثلاثة منها... هو أنها تصنع مادة لاصقة، وتلتصق ببعضها البعض، وتلتصق بالصخور، وتبني مجتمعات، وبهذا، تحصل على الكثير من مزايا البقاء على قيد الحياة. وأحد هذه المزايا هي أن أي واحد منها يتعرض إلى أقل قدر من الاضطراب أو أي عوامل ضارة يمكن أن تحدث في تلك البيئة. لذا تلتصق جميعها هناك.
If you've been to any rocky beach pretty much anywhere in the world, you're probably familiar with what barnacles look like. What these animals do -- and there's many others, these are just three of them -- is they make adhesives, they stick to each other, they stick 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.
ثم، أيضًا، يوجد أمان في الكثرة، لأنه يساعد أيضًا على إبعاد المفترسات، لأنه، على سبيل المثال، إذا أراد طائر نورس أن يلتقطك ويأكلك، فسيكون صعبًا جدًا بالنسبة لطيور النورس إذا كانت عالقة معاً.
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 all stuck together.
وشيء آخر هو أنه يساعد أيضًا في الكفاءة الإنجابية. لذلك يمكنكم أن تتخيلوا أنه عندما يقرر السيد والسيدة برنقيل، "حسنًا، حان الوقت لننجب طفل برنقيل صغير" لن أخبركم كيف يفعلون ذلك الآن... ولكن عندما يقرران أن الوقت حان للقيام بذلك، فإنه أسهل كثيرًا وكفاءته التكاثرية أعلى لو عاشوا قريبًا من بعضهم البعض.
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 is higher if they're all living close together.
لذلك نريد أن نفهم كيف تفعل ذلك، كيف تلتصق، ولا أستطيع أن أخبركم بكل التفاصيل، لأنه شيء ما زلنا نحاول اكتشافه، لكن دعوني أعطيكم لمحة صغيرة عن بعض الأشياء التي نحاول القيام بها.
So we want to understand how they do this, how do they stick, and I can't really tell you all the details, because it's something we're still trying to figure out, but let me give you a little flavor of some of the things that we're trying to do.
هذه الصورة لواحدة من أنظمة أحواض السمك التي لدينا في مختبرنا، وكل شيء في الصورة جزء من النظام، وبالتالي ما نفعله هو أننا نحتفظ... ويمكنكم أن تروا في الخزان الزجاجي، هناك في الأسفل، توجد حفنة من بلح البحر، لدينا ماء مبرد، ولدينا دورة إضاءة، لدينا بالفعل اضطراب في النظام لأن الحيوانات تعطينا المزيد من المواد اللاصقة عندما تكون المياه مضطربة. لذا نحثها على صنع المادة اللاصقة، ونجمعها، وندرسها. هي موجودة هنا في (إنديانا). وبقدر ما تعرف، هي في ولاية (مين) في فبراير، ويبدو أنها سعيدة جدًا، بقدر ما نستطيع أن نقول.
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 in the bottom, there's 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.
وأيضاً نعمل مع محار البحر، وفي الأعلى، صورة لشعاب صغيرة في ولاية (كارولينا) الجنوبية، وأكثر ما نهتم به هو رؤية كيفية تمسكها ببعضها البعض، كيف ترتبط. وما ترونه في الصورة السفلى هو محارتان تتمسكان ببعضهما. ونريد أن نعرف ماذا يوجد بينهما، ولذلك في كثير من الأحيان، سنقطعهما وننظر إليهما، وفي السلسلة التالية من الصور لدينا هنا، تستطيعون أن تروا، في الأسفل، سيكون لدينا صدفتين، صدفة من حيوان، وصدفة من حيوان آخر، والأسمنت بينهما. وإذا نظرتم إلى الصورة على اليمين، فربما يمكنكم رؤية أن هناك بنية في صدفة كل حيوان، ولكن، الأسمنت في الواقع يبدو مختلفًا. ولذا نستخدم كل الأنواع من الأدوات البيولوجية والكيميائية لنفهم ما يحدث هناك، وما وجدناه هو أن البنيات مختلفة والكيمياء مختلفة في الواقع، وهذا مثير للاهتمام.
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 seeing how they attach to each other, how they connect. And so what you can see in the bottom image is there's two oysters that are cementing to each other. And 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. And 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.
وهذه الصورة... أعتقد أني سأتراجع قبل أن أخبركم ما هذا. هل تعرفون الرسوم المتحركة "باص المدرسة العجيب"؟ أو إذا كنتم أكبر من ذلك بقليل، "رحلة رائعة،" أليس كذلك؟ وتذكرون، كان لديهم هذه الشخصيات التي تنكمش إلى أبعاد مجهرية، ثم يقومون بالدخول ويسبحون ويطيرون حول كل هذه البنيات البيولوجية؟ أفكر أن هذا مشابه لذلك، إلا أنه حقيقي، في هذه الحالة. فما فعلناه أننا أخذنا محارتين ملتصقتين ببعضهما، وقد كانت هذه المنطقة مليئة تماما بالأسمنت، وما اكتشفناه هو أن الأسمنت يحتوي على الكثير من المكونات المختلفة، ولكن بشكل عام، هناك أجزاء صلبة غير لاصقة، وهناك أجزاء ناعمة لاصقة، وما فعلناه هو أننا أزلنا الأجزاء غير اللاصقة بشكل انتقائي لنعرف ما يربط الحيوانات فيما تبقى، وما حصلنا عليه هو هذا، ويمكننا أن نرى وجود اللاصق اللزج الذي يمسكهما معًا. وأعتقد أنها مجرد صورة رائعة، لأنه يمكنكم تخيل أنفسكم وأنتم تحلقون وتعودون إلى هناك.
And then 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 these 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 this 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.
على أي حال، هذه بعض الأشياء التي نفعلها لفهم كيف يمكن للحياة البحرية صنع هذه المواد. ومن منظور أساسي، من المثير حقًا أن نتعلم عنها. ولكن ماذا نريد أن نفعل بهذه المعلومات؟ حسنًا، هناك الكثير من التطبيقات التكنولوجية إذا استطعنا استغلال ما تقوم به الحيوانات.
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 we do want to do with this information? Well, there's a lot of technological applications if we can harness what the animals are doing.
لذا دعوني أقدم لكم مثالًا واحدًا. تخيلوا أنكم في المنزل، وكسرتم تمثالًا أو قدحًا مفضلًا أو شيئًا من هذا القبيل؟ وتريدون إصلاحه. إذن، أين ستذهبون؟ ستذهبون إلى مكاني المفضل في المدينة، وهو ممر الغراء في متجر الأدوات. أنا أعلم أين تقضون الليالي، لأنكم مطلعون، ورائعون، لأنكم هنا، وتذهبون إلى الحانات والحفلات الموسيقية - وهذا هو المكان الذي أتسلى فيه كل ليلة. على أي حال، ما أريدكم أن تفعلوه هو الحصول على واحد من كل مادة لاصقة على الرف، وإحضاره إلى المنزل، ولكن قبل أن تجربوا لصق القطع معًا، أريدكم أن تجربوا القيام بذلك في دلو من الماء. إنها لن تعمل، أليس كذلك؟ كلنا نعرف هذا. فمن الواضح، أن الحياة البحرية قد حلت ذلك، لذلك ما نحتاج إليه هو إيجاد طرق لنقلد ذلك بأنفسنا. وأحد المشاكل هنا، أنه لا يمكنكم الذهاب والحصول على المواد من الشاطئ، لأنه إذا حصلتم على حفنة من بلح البحر وحاولتم استخراج اللاصق منها، سوف تحصلون على القليل من المادة، ولكن لن يكون لديكم ما يكفي لفعل أي شيء بها، فقط ما يكفي للرؤية. نحتاج إلى توسيع نطاق هذا الأمر، مثل مقياس عربة القطار.
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 the 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 not going to 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 a bunch of 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.
في الأعلى توجد صورة لأنواع الجزيئات التي تستخدمها الحيوانات لتصنع الغراء، وهي جزيئات طويلة جدًا، تسمى البروتينات، ولدى هذه البروتينات بعض الأجزاء الفريدة إلى حد ما التي تسبب الخصائص اللاصقة. ما نريد أن نقوم به هو أخذ الأجزاء الصغيرة من هذه التركيبة، ووضعها في جزيئات طويلة أخرى يمكننا الحصول عليها ولكن لأشياء يمكننا القيام بها على نطاق واسع حقًا، التي تعرفونها كالبلاستيك أو البوليمرات، وإلى حد ما نبسّط ما تفعله، ثم نضع هذه المركبات اللاصقة في هذه الجزيئات الكبيرة.
So on the top is an image of one of the types of molecules that the animals are using to make their glue, and what they are is they're very long molecules, they're 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 things 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.
فنطور العديد من الأنظمة اللاصقة أثناء القيام بذلك، وعندما نصنع مادة لاصقة جديدة تبدو جيدة، ماذا نفعل؟ نجربها في المختبر، فنلصق الأشياء معًا. أخذنا القليل من الغراء وألصقنا قطعتين من المعدن وأردنا تعليق شيء فيها، لذلك استخدمنا وعاء من بلح البحر الحي واعتقدنا أننا كنا أذكياء جدًا.
And we've developed many different adhesive systems in doing this, and when you make a new adhesive that looks pretty good, what do you do? You start running around the lab, just sticking stuff together. We took a tiny bit of a glue and glued together two pieces of metal and we wanted to hang something from it, so we used a pot of live mussels and thought we were very clever.
(يضحك)
(Laughs)
بالطبع نستخدم كمًا كبيرًا في هذا الأمر في أغلب الأحيان، وهكذا نقارنها بالمواد اللاصقة التجارية، ولدينا بالفعل بعض المواد الآن أقوى من الغراء الفائق. بالنسبة لي، هذا رائع حقًا. فهو يوم جيد في المختبر، إنها أقوى من الغراء الفائق.
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.
وهنا شيء آخر يمكننا القيام به. هذا خزان به مياه البحر، وفي تلك المحقنة واحدة من تركيباتنا اللاصقة، وما نفعله هو أننا نوزعها بالكامل تحت الماء على قطعة من المعدن. ومن ثم، نريد أن نصنع رابطة لاصقة أو مشتركة، فنأخذ قطعة أخرى من المعدن ونضعها هناك فقط. وقد تريدون أن تمنحوها بعض الوقت، وأن تعطوها فرصة، لذلك سنضع وزنًا عليها، ليس بالكثير. هذا أنبوب به رصاص، ليس بالكثير. ثم ندعها تبقى هناك للحظات. لذلك هي لم تتعرض للهواء أبداً. إنها تحت الماء تماما. ونرفعها لا أعرف أبدًا ماذا سيحدث. أنا دائمًا قلق جدًا هنا. نرفعها... وهي عالقة.
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, and 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, and 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. Pick it up ... and it's stuck.
بالنسبة لي، هذا رائع حقًا. فيمكننا الحصول على التصاق قوي جدًا تحت الماء. ربما، هو الأقوى أو على الأقل واحد من أقوى المواد اللاصقة تحت الماء على الإطلاق. إنها حتى أقوى من المواد التي تصنعها الحيوانات، لذلك بالنسبة لنا، إنها مثيرة جدًا. إنها رائعة.
To me, this is really cool. So we can actually get very strong underwater adhesion. Possibly, it's the strongest or at least 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.
إذن ماذا نريد أن نفعل بهذه الأشياء؟ حسنًا، هنا بعض المنتجات التي ربما تعرفونها. فكروا في الهواتف والحواسيب المحمولة والخشب الرقائقي في معظم البنيات، داخل السيارة، والأحذية، وسجل الهاتف، وأشياء من هذا القبيل. جميعها تثبت معًا بالمواد اللاصقة، وهناك مشكلتان رئيسيتان مع المواد اللاصقة التي تستخدم في هذه المواد. الأول أنها سامة. فالأسوأ هنا هو الخشب الرقائقي. الخشب الرقائقي أو الكثير من الأثاث، أو الأرضيات الخشبية... مكون رئيسي للمواد اللاصقة هنا هو الفورمالدهايد، وربما سمعتم عنه. إنه غاز، وهو أيضًا مادة مسرطنة، ونحن نبني الكثير من الهياكل بهذه المواد اللاصقة، ونتنفس أيضًا الكثير من هذه المادة المسرطنة. ليس ذلك جيدًا، من الواضح. صحيح؟ المسألة الأخرى أن هذه المواد اللاصقة كلها دائمة. فماذا تفعلون بالحذاء أو السيارة أو الحاسب المحمول في نهاية حياته، عندما تنتهون من استخدامه؟ في معظم الأحيان، ينتهون في مكب النفايات. ويوجد الكثير من المواد الثمينة هناك، التي سنحب أن نستخرجها ونعيد تدويرها. ولا يمكننا فعل ذلك بسهولة لأنها عالقة جميعًا معًا بشكل دائم.
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. And there's a lot of precious materials in there we'd love to be able to get out and recycle them. We can't do it so easily because they're all stuck together permanently.
إذن، ها هي إحدى الطرق لمحاولة حل بعض من هذه المشاكل، وما فعلناه هنا أننا أخذنا جزيء آخر طويل يمكننا الحصول عليه من الذرة، ثم في ذلك الجزيء، وضعنا بعضًا من التركيبات اللاصقة من بلح البحر. ولأن الأساس لدينا الذرة وبلح البحر، نسميها (بوليمر سرف وترف). وهي تلتصق بشكل جيد. إنها قوية جدًا. إنها أيضًا من مواد طبيعية. وهذا جيد. لكن ربما الأهم من ذلك، هنا، أنها أيضًا قابلة للتحلل، ويمكننا تحليلها تحت ظروف معتدلة للغاية، بالماء. وما يمكننا القيام به أنه يمكننا ضبط الأشياء ويمكننا ربطها بقوة عندما نريد، ولكن بعد ذلك يمكننا أيضًا أن نفصلها. إنه شيء نفكر فيه.
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, and we can degrade it under very mild conditions, with water. And so what we can do is we can set things up and we can bond them strongly when we want, but then we can also take them apart. It's something we're thinking about.
وهنا حيث يود الكثيرون منا أن يكونوا. حسنًا، في الواقع، في هذه الحالة المحددة، هذا مكان لا نريد أن نكون فيه، ولكننا نرغب في استبدال هذا. فالغرز، والرَزَّاْت، والبراغي: هذه هي الطريقة التي نعالجك بها لو خضعت لجراحة أو إصابة. إنها مخيفة. وهي مؤلمة. وفي حالة الغرز، انظروا إلى مقدار ما نحدثه من ضغوط ميكانيكية مركزة عندما تجمع الأشياء معًا. نحن نصنع مواقع للعدوى. فتح ثقوب في الأنسجة السليمة. إنها ليست جيدة جدًا.
And here is a place where a lot of us want to be. Well, 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.
أو إذا كنت بحاجة إلى شريحة لتمسك عظامك معًا، انظروا إلى مقدار العظم الصحي الذي علينا ثقبه فقط لنثبت الشريحة في مكانها. هذا أمر فظيع. بالنسبة لي، يبدو أن هذه الأشياء اخترعت في غرفة تعذيب من القرون الوسطى، لكنها نجارة الجراحة الحديثة. لذلك أحب إذا استطعنا استبدال أنظمة مثل هذه بالمواد اللاصقة. نعمل على ذلك، ولكن هذا ليس سهلًا.
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 things devised in a medieval torture chamber, but it's our modern surgical joinery. So I'd love it if we could replace systems like these with adhesives. We're working on this, but this is not easy.
لذا فكروا فيما سنحتاجه من مواد لاصقة في هذه الحالات. أولًا وقبل كل شيء، سنحتاج مادة لاصقة يمكن إعدادها في بيئة رطبة. وإذا نظرتم إلى الصورة السخيفة الصغيرة هناك، إنها فقط لتوضيح أن حوالي 60 في المئة من أجسادنا مكون من الماء، لذلك فهي بيئة رطبة. وهي توضح أيضًا سبب كوني عالمًا وليس فنانًا. لم أفوت الفرصة على الإطلاق.
So think about what you would need for adhesives in these cases. So first of all, you would need an adhesive that is going to 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.
المتطلبات الأخرى نحتاج إلى لاصق طبي حيوي جيد: نحتاج أن يرتبط بقوة، بالطبع، ويجب ألا يكون سامًا. لا نريد إيذاء المرضى. والحصول على أي اثنين من تلك المتطلبات في مادة سهل جدًا. لقد تم القيام به عدة مرات. ولكن الحصول على الثلاثة لم يتم. إنه صعب للغاية. وإذا بدأت التحدث إلى الجراحين، من الصعب إرضاءهم - "آه، في الواقع أريد أن أضع اللاصق في نفس الإطار الزمني للجراحة ." أو، "آه ، أريد أن تتحلل المادة اللاصقة حتى يمكن لأنسجة المريض إعادة تصميم الموقع."
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 if you start talking to surgeons, they get picky -- "Oh, actually I want the adhesive to set on the same time frame as the surgery." Or, "Oh, I want the adhesive to degrade so the patient's tissues can remodel the site."
لذلك هذا صعب حقًا. ونحن نعمل على ذلك. هذه مجرد صورة واحدة لدينا. إذن ما نفعله هو أننا نحصل على كل أنواع العظام والجلد والأنسجة اللينة والصلبة، وأحيانًا نضربها بمطرقة. عادةً، نقطعها بأشكال دقيقة. ثم نلصقها مرة أخرى معًا.
So this is really hard. We're working on it. This is just one image we have. So what we're doing is we're getting all sorts of bones and skin and soft and hard tissue, and sometimes we'll whack it with a hammer. Usually, we're cutting it in precise shapes. And then we glue them back together.
لدينا بعض النتائج المثيرة، وبعض المواد القوية، وبعض الأشياء التي تبدو كأنها ليست سامة، تصلح مع الرطوبة، ولكني لن أخبركم أننا قمنا بحل مشكلة الالتصاق الرطب، لأننا لم نفعل ذلك بعد، لكنه بالتأكيد هدفنا المستقبلي. هذا شيء نود أن نراه يتقدم في المستقبل. وهناك الكثير من المجالات الأخرى، التي يمكنكم تخيل أننا قد نكون أفضل حالاً إذا استطعنا أن نستخدم فيها المزيد من المواد اللاصقة. حتى مستحضرات التجميل. فإذا فكرتم في الناس الذين يضعون أظافر أو رموش صناعية، ماذا يستخدمون؟ يستخدمون المواد اللاصقة السامة في الوقت الحالي. لذلك حان الوقت لاستبدالها. هذا شيء نود القيام به.
We've got some exciting results, some strong materials, some things that look like they're not toxic, they set wet, but I'm not going to 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. And there are a lot of other places, too, you can imagine we might be better off if we could get more adhesives in there. Even cosmetics. So if you think about people putting on fake nails or eyelash extensions, 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.
ثم هناك مجالات أخرى أيضًا. لذا فكروا في السيارات والطائرات. كلما خف وزنهم، زادت كفاءة استهلاك الوقود. ولذا إذا استطعنا الابتعاد عن المسامير والابتعاد عن اللحام ووضع المزيد من المواد اللاصقة هناك، فقد نكون أفضل حالاً مع الجيل المقبل من وسائل النقل.
And then 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 get away from welding and put more adhesives in there, then we might be better off with our future generation of transportation.
لذلك بالنسبة لنا، يعود هذا كله إلى الشاطئ. فننظر حولنا ونتساءل، "كيف تلتصق هذه الكائنات البحرية؟ وماذا يمكننا أن نفعل بهذه التكنولوجيا؟" وأعتقد أن لدينا حقًا الكثير من الأشياء التي لا يزال بإمكاننا تعلمها من علم الأحياء ومن الطبيعة.
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.
لذا ما أود تشجيعكم على فعله في المستقبل أن تتركوا الهواتف والحواسيب المحمولة غير القابلة لإعادة التدوير ، واخرجوا واستكشفوا العالم الطبيعي، ثم ابدؤوا بطرح بعض الأسئلة الخاصة بكم.
So what I would 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.
شكرًا جزيلًا.
Thanks very much.
(تصفيق)
(Applause)