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'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.
خب دوست دارم در یک سفر میدانی با من همراه شوید، و میخواهم به ساحل بروم و همه شما را با خودم ببرم و میخواهم از نسیم ساحلی و پاشش نمک لذت ببرید. بگذارید پایینتر برویم به زیر لبه آب، و متوجه میشوید که امواج دارند به ما ضربه میزنند، و واقعاً سخت است که در این وضعیت بمانید. اما حالا به پایین نگاه کنید، و چیزی که قرار است ببینید صخرههایی است که با انواع موجودات دریایی پوشانده شدهاند که بدون مشکل در این وضعیت ماندهاند. و از قضا اگر بخواهید در این محیط واقعاً خشن دوام بیاورید، موجودیت شما به توان شما برای ساخت چسب وابسته است.
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.
پس بگذارید چند تا از قهرمانان داستانمان را به شما معرفی کنم، فقط چند تا. خب اینها صدف هستند، و متوجه خواهید شد که صخرهها را پوشاندهاند. آنها چسب ساختهاند، و به صخرهها چسبیدهاند، آنها به یکدیگر هم چسبیدهاند. پس آنها به صورت گروهی به پایین خم شدهاند.
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.
این یک عکس نزدیک از یک صخره صدفی است، و صدفها حیرتآور هستند. آنها به یکدیگر سیمانکاری میشوند، و این بناهای عظیم و گسترده را میسازند. میتوانند کیلومترها طول و چندین متر عمق داشته باشند، و مسلماً اینها مهمترین عاملی هستند که از سلامت یک اکوسیستم دریایی حکایت دارد، چون به طور مداوم آب را فیلتر میکنند، شن و خاک را در محل نگه میدارند. در واقع، گونههای دیگر درون این صخرهها زندگی میکنند. اگر به این فکر میکنید که با آمدن طوفان چه اتفاقی میافتد، باید بگویم که طوفان اول باید از عرض چندین کیلومتری این صخرهها عبور کند، و ساحل پشت این صخرهها محافظت میشود. پس واقعاً موثر هستند.
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.
اگر تا حالا ساحل صخرهای دیده باشید که تقریباً همه جای دنیا هست، به احتمال زیاد میدانید که کشتیچسبها چه شکلی هستند. این جانوران چه میکنند-- انواع زیادی از این جانوران وجود دارد و اینجا فقط سه نوع از آن را میبینید -- چسب میسازند، به یکدیگر و به صخرهها میچسبند و با انجام این کار کلونیها را میسازند، و مزایای حیاتی زیادی حاصل میکنند. یکی از مزایا این است که هر یک از آنها در معرض تلاطم کمتری واقع میشود و در قبال هر اثر مخرب محیط اطراف بهتر حفظ میشوند. پس در آنجا همه آنها حفظ می شوند
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.
پس در تعداد، ایمنی هم حاصل میشود، چون همچنین کمک می کند شکارچیان دور نگه داشته شوند، چون مثلاً اگر یک مرغ دریایی بخواهد یکی را ببرد و بخورد، اگر آنها همه به هم چسبیده باشند کار مرغ دریایی سخت تر می شود.
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.
و دیگر اینکه این موضوع به بهره وری تولید مثل هم کمک می کند. تصور کنید وقتی که آقا و خانم کشتیچسب تصمیمشان را بگیرند، «خب وقت داشتن بچه کشتیچسب است» -- هنوز نمی خواهم بگویم چطور این کار را می کنند -- اما وقتی آنها تصمیم می گیرند زمان انجام این کار است، کار بسیار سادهتر و بهرهوری تولید مثل آنها بالاتر است در حالتی که نزدیک به هم زندگی کنند.
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.
ما میخواهیم بفهمیم آنها چطور این کار را می کنند و چطور به هم میچسبند، و من نمی توانم به شما تمام جزئیات را بگویم، چون این چیزی است که خود ما همچنان سعی داریم بفهمیم اما بگذارید اشاره کوتاهی بکنم به برخی کارهایی که ما تلاش داریم انجام دهیم.
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.
این تصویری است ازسیستمهای آکواریومی که ما در آزمایشگاهمان داریم، و هر چیز در تصویر قسمتی از سیستم است، و تنها کاری که انجام می دهیم نگهداری است-- و شما میتوانید در مخزن شیشه ای ببینید که در کف آن یک دسته صدف وجود دارند ما آب را سرد نگه میداریم، و چراغها چرخهای عمل میکنند، در حقیقت سیستم را متلاطم نگه میداریم چون این جانواران برای ما چسب بیشتری میسازند وقتی که آب متلاطم است. پس ما آنها را راغب به تولید چسب میکنیم، چسب را جمع آوری و مطالعه میکنیم. آنها اینجا در "ایندیانا" هستند. تا جایی که خودشان میدانند در ماه فوریه در "مین" هستند، و تا جایی که میتوانیم بگوییم آنها به نظر خوشحال هستند.
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.
ما با صدفها هم کار می کنیم، و این بالا عکسی است از یک صخره کوچک در "کارولینای جنوبی"، و آنچه ما بیشتر علاقمندیم این است که ببینیم آنها چطور به هم چسبیدهاند، چگونه متصل میشوند. و بنابراین آنچه شما در عکس پائین می بینید دو صدف است که به یکدیگر سیمانکاری شدهاند. و ما می خواهیم بدانیم چه چیزی بین آنهاست بنابراین ما بارها آنها را جدا می کنیم و نگاه میکنیم، و در سری بعدی عکسها ما اینجا داریم، شما می توانید در پایین ببینید ما دو پوسته داریم، پوسته ای از یک جانور و پوسته ای از جانور دیگر، و سیمان بین آنها. و اگر شما به عکس سمت راست نگاه کنید، آنچه شما ممکن است ببینید این است که ساختاری در پوسته هر جانور وجود دارد، اما سیمان متفاوت به نظر میرسد. و بنابراین ما از همه ابزارهای شیمی و زیستشناسی استفاده میکنیم تا بفهمیم آنجا چه اتفاقی میافتد، و آنچه ما یافتیم اینکه ساختارها متفاوتند و از نظر شیمیایی واقعا متفاوت هستند، و این بسیار جالب است.
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.
و سپس این تصویر-- اجازه دهید به عقب برگردم قبل از اینکه بگویم این چیست. کارتون "اتوبوس سحر آمیز مدرسه" را می شناسید؟ یا اگر کمی بزرگتر هستید، "سفر فوقالعاده" درست است؟ و به خاطر دارید آنها این شخصیت ها را داشتند که کوچک می شدند تا حد میکروسکوپی، و سپس اطراف ساختارهای بیولوژیکی میچرخیدند، شنا میکردند و پرواز میکردند. به عنوان مثال گفتم اما در این مورد قضیه واقعی است. اما کاری که ما کردیم این است که دو صدف چسبیده به هم را تهیه کردیم، و این ناحیه با سیمان پر شده است، و دریافتیم که این سیمان ترکیبات مختلفی دارد، اما عموماً قطعات سخت غیر چسبنده و قطعات نرم چسبنده وجود دارند، ما قطعات غیرچسبنده را به صورت انتخابی جدا کردیم تا ببینیم برای چسباندن جانوران چه چیزی باقی میماند، و کشف کردیم که این ماده چسبناک که میبینیم آنها را به یکدیگر میچسباند. به نظرم تصویر واقعاً خوبی است، چون میتوانیم خودمان را تصور کنیم که به درون آن پرواز کرده و بر میگردیم.
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.
به هر حال، اینها کارهایی است که انجام میدهیم تا بفهمیم چگونه زیست دریایی این مواد را میسازد. از دیدگاه بنیادی، دانستن این موضوع واقعاً هیجانانگیز است. اما با این اطلاعات چه کار میخواهیم بکنیم؟ خب، کاربردهای تکنولوژیک زیادی وجود دارد اگر بتوانیم فعالیت جانوران را به کنترل در آوریم.
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.
خب بگذارید یک مثال بزنم. تصور کنید که در خانه هستید و مجسمه مورد علاقه خود یا یک لیوان سفالی یا چیزی مثل آن را شکستهاید. میخواهید دوباره آن را سرهم کنید. خب کجا میروید؟ به محل مورد علاقه من در شهر میروید، راهرو چسبها در مصالحفروشی. میدانم شب خود را کجا میگذرانید، چون همه شما آدمهای خوبی هستید چونکه اینجا هستید، و شما به بارها و کنسرتها میروید -- اینجا جایی است که من هر شب میگذرانم. بگذریم، از شما میخواهم از هر یک از انواع چسبهای موجود در قفسه یک نمونه بردارید، به خانه بیاورید، اما قبل از اینکه سعی کنید اجزا را به هم بچسبانید، از شما میخواهم این کار را در یک سطل آب انجام دهید. عمل نمیکند، درست است؟ همه ما این را میدانیم. خب واضح است که زیست دریایی این مشکل را حل کرده است، فقط نیاز داریم بفهمیم چگونه میتوانیم این فرآیند را کپی کنیم. یکی از موارد این است که نمیتوانید به سادگی بروید و این مواد را از ساحل بیاورید، چون اگر دستهای از صدفها را بیاورید و سعی کنید چسبشان را استخراج کنید، مقدار بسیار کمی بدست میآورید، و هرگز به اندازهای که بتوان با آن کاری کرد حاصل نمیشود، فقط برای دیدن کافی است. باید مقیاس را افزایش دهیم، در حالت ایدهآل در مقیاس واگن قطار.
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.
خب در بالا تصویری از انواعی مولکول هست که این جانوران برای ساخت چسب استفاده میکنند، مولکولهای بسیار بلندی هستند که پروتئین نامیده میشوند، و این پروتئینها اجزای منحصر به فردی را در خود دارند که خواص چسبندگی را به آنها میدهد. ما میخواهیم آن بخشهای کوچک از این شیمی را برداریم، و آنها را روی مولکولهای بلند دیگری که میتوانیم بدست آوریم قرار دهیم اما چیزهایی که میتوانیم در مقیاسی بسیار بزرگ بسازیم و شما احتمالاً آنها را بعنوان پلاستیک یا پلیمر میشناسید، پس ما داریم کار آنها را سادهسازی میکنیم، و سپس این شیمی چسب را به این مولکولهای بزرگ میافزاییم.
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.
با این کار سیستمهای چسبنده مختلفی را ساختهایم، و هنگامی که یک چسب جدید و به ظاهر مناسب را میسازید، چه میکنید؟ اطراف آزمایشگاه میچرخید و چیزهای مختلف را به یکدیگر میچسبانید. ما قطره کوچکی از چسب را برداشته و دو قطعه فلز را به هم چسباندیم و خواستیم چیزی را از آن آویزان کنیم، خب یک قابلمه از صدفهای زنده را استفاده کردیم و فکر کردیم خیلی زرنگ هستیم.
(Laughs)
(خنده)
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.
بیشتر اوقات در این موارد ما بسیار حسابگر هستیم، و بنابراین با چسبهای تجاری مقایسه میکنیم، و اکنون موادی داریم که از چسب فوری قویتر هستند. خب برای من این خیلی عالیست. این یک روز خوب در آزمایشگاه است که این از چسب فوری قویتر است.
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.
و این کار دیگری است که میتوان انجام داد. خب این یک مخزن آب دریا است. و در این سرنگ یکی از فرمولهای چسبنده ماست، داریم آن را کاملاً زیر آب تخلیه میکنیم، روی یک تکه فلز. ما میخواهیم یک اتصال چسبنده بسازیم، پس یک تکه فلز دیگر بر میداریم آن را آنجا قرار داده و موقعیت آن را تنظیم میکنیم. خب اجازه دهید مدتی در این وضعیت بماند تا شانسی داشته باشد، خب یک وزنه روی آن قرار میدهیم، چیز خاصی نیست. این یک لوله است با ساچمه سربی درون آن، چیز خاصی نیست. اجازه میدهیم مدتی آنجا بماند. خب اصلاً هوا ندیده است. کاملاً زیر آب است. و شما ان را بر میدارید. اصلاً نمیدانم قرار است چه اتفاقی بیفتد. همیشه در این وضعیت مضطرب میشوم. بلندش کن .. و چسبیده است.
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.
برای من این خیلی خوب است. بنابراین میتوانیم چسبندگی بسیار قوی زیر آب داشته باشیم. احتمالاً این قویترین یا لااقل یکی از قویترین چسبهای زیرآبی است که تا به حال دیده شده است. این حتی از موادی که این جانوران تولید میکنند قویتر است، خب برای ما این هیجانانگیز است. این عالی است.
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.
خب با این مواد چه کار میخواهیم بکنیم؟ خب اینها برخی محصولات هستند که احتمالاً با آنها آشنا هستید. در مورد تلفن همراه، لپ تاپ، تختههای کاربردی در بیشتر سازهها داخل خودرو، کفشها، دفترچه تلفن و چیزهایی مثل این فکر کنید. همه اینها با چسب سرهم شدهاند، و در چسبهایی که در این محصولات استفاده میشود همیشه دو مشکل اصلی وجود دارد. اولاً اینکه سمی هستند. و آسیبزا ترین در این مورد تخته است. تخته یا بسیاری از مبلمان یا چوب لمینت شده در کف-- ترکیب اصلی این چسبها فرمالدهید است، و ترکیبی است که در موردش شنیدهاید. یک گاز است و همچنین سرطانزا است، و ما داریم سازههای مختلفی را با این چسبها بنا میکنیم، و داریم بسیاری از این ماده سرطانزا را تنفس میکنیم. بدیهی است که خوب نیست، درست است؟ موضوع دوم این است که همه این چسبها دایمی هستند. و شما با کفش، ماشین یا حتی لپتاپتان در پایان عمرش چه خواهید کرد؟ بیشتر اوقات، سرنوشت اینها به زبالهدانی ختم میشود. و کلی مواد باارزش در آنها وجود دارد که دوست داریم بتوانیم استخراج و بازیافت کنیم. به سادگی نمیتوان این کار را کرد چون تمام اجزا به صورت دایمی به هم چسبیدهاند.
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.
خب یک روش که داریم سعی میکنیم برای حل این مشکل به کار ببریم و کاری که تا به حال انجام دادهایم، استفاده از مولکول بلند دیگری است که از ذرت استخراج کردهایم، و به آن مولکول افزودهایم، ما بخشی از شیمی چسب را از صدفها قرار دادهایم پس چون هم از ذرت و هم از صدف استفاده کردهایم اسم آن را پلیمر بشقاب غذایی دریایی و گوشتی گذاشتهایم. و میچسبد. واقعاً خوب میچسبد. خیلی قوی است. همچنین پایه زیستی دارد. خیلی خوب است. اما احتمالاً مهمتر اینکه تخریبپذیر است، و میتوانیم در شرایطی کاملاً نرمال آن را با آب تخریب کنیم. خب پس میتوانیم اشیا را سرهم کنیم و میتوانیم آنها را قویاً به هم متصل کنیم ولی همچنین میتوانیم آنها را جدا کنیم. این چیزی است که به آن فکر میکنیم.
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.
و اینجا جایی است که بسیاری از ما دوست داریم در آن باشیم خب در این مورد خاص، دوست نداریم در آن قرار بگیریم، اما ما دوست داریم این را جایگزین کنیم. خب نخها، گیرهها و پیچها: این روشی است که پس از جراحی یا آسیبدیدگی اعضا را سرهم میکنیم. واقعاً وحشتناک است. آسیب زاست. در مورد نخ بخیه، نگاه کنید چگونه پوست متراکم میشود و برای کشاندن اعضا به یکدیگر چه فشارهای مکانیکی اعمال میشود. موضعهایی مستعد عفونت ایجاد میشود. بافتهای سالم سوراخ میشوند. این اصلاً خوب نیست.
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.
یا اگر برای اتصال استخوانها نیاز به پلاتین باشد، ببینید چه استخوانهای سالمی که باید سوراخ شوند فقط به این خاطر که پلاتین در محل قرار گیرد. وحشتناک است. این مرا یاد شکنجهگاههای قرون وسطی میاندازد، اما این جراحی مدرن ماست. خب آرزو دارم سیستمهایی مثل این با چسبها جایگزین شود. داریم روی آن کار میکنیم اما ساده نیست.
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.
خب تصور کنید برای استفاده از چسب در چنین مواردی به چه نیاز داریم. اولاً چسبی نیاز داریم که در یک محیط مرطوب عمل کند. و اگر به این عکس کوچک خندهدار نگاه کنید، فقط برای این است که نشان دهد حدود ۶۰ درصد از بدن ما آب است، پس یک محیط مرطوب است. همچنین برای این است که نشان دهد من یک دانشمند هستم نه یک هنرمند. دلم اصلاً برای چنین عنوانی تنگ نشده است.
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."
در نهایت چیزهای دیگری که برای یک چسب بیولوژیکی نیاز داریم: البته باید اتصال محکمی ایجاد کند، و نباید سمی باشد. نمیخواهیم که به بیماران آسیب بزنیم. حصول مادهای با هر یک از این دو نیازمندی نسبتاً آسان است. دفعات زیادی انجام شده است. اما انجام همزمان هر سه تابحال میسر نشده است. خیلی سخت است. اگر این را به جراحان بگویید جا میخورند -- «آه، در واقع چسبی میخواهم که در مدت جراحی سفت شود.» یا، «آه، چسب باید تخریبپذیر باشد تا بافتهای بیمار بتواند موضع را بازسازی کند.»
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.
پس واقعاً مشکل است. داریم روی ان کار میکنیم. این تنها عکسی است که داریم. داریم انواع پوست و استخوان و بافتهای نرم و سخت را امتحان میکنیم. گاهی به آن با چکش ضربه میزنیم. معمولاً، آن را در اشکال دقیقی برش میزنیم. سپس آنها را به هم میچسبانیم.
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.
نتایج شگفتی بدست آوردهایم، موادی قوی موادی که ظاهراً غیرسمی هستند، در محیط مرطوب سفت میشوند، اما نمیخواهم بگویم که مشکل چسب محیط مرطوب را حل کردهایم، چون حل نکردهایم، اما مشخصاً برای آینده در فکرش هستیم. جایی هست که باید دورتر دنبال آن بگردیم. جاهای بسیار بیشتری هم هست که میتوانید تصور کنید نتیجه بهتری حاصل کند اگر بتوانیم چسبهای بیشتری در آنجا پیدا کنیم. حتی مواد آرایشی. اگر در مورد افرادی فکر میکنید که ناخن و مژه مصنوعی استفاده میکنند، از چه استفاده میکنند؟ اکنون دارند چسبهای بسیار سمی استفاده میکنند. پس وقت جایگزینی فرا رسیده است. این کاری است که میخواهیم انجام دهیم.
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.
جاهای دیگری هم هستند. به ماشینها و هواپیماها فکر کنید. آنها را میتوان سبکتر ساخت، بازدهی سوخت بیشتری خواهند داشت. اگر بتوانیم از پرچ و جوشکاری رها شویم و چسب بیشتری جایگزین کنیم، در نسل آینده حمل و نقل نتیجه بهتری خواهیم گرفت.
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.
پس برای ما همه چیز به ساحل بر میگردد. پس به اطراف نگاه میکنیم و میپرسیم، «چگونه این موجودات دریایی میچسبند؟ با فناوری چه میتوانیم بکنیم؟» به جرات میگویم واقعاً چیزهای زیادی است که هنوز میتوانیم بیاموزیم از زیستشناسی و از طبیعت.
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.
دوست دارم همه شما را تشویق کنم که در آینده لپتاپ و موبایل غیرقابل بازیافت خود را زمین بگذارید و بیرون بروید و جهان طبیعی را کاوش کنید و شروع کنید به پرسیدن سوالات خودتان.
Thanks very much.
بسیار سپاسگزارم.
(Applause)
( تشویق )