Two hundred years of modern science. We have to admit that our performance is not great. The machines we build continue to suffer from mechanical failures. The houses we build do not survive severe earthquakes. But we shouldn't be so critical of our scientists for a simple reason: they didn't have much time. Two hundred years is not a lot of time, while nature had three billion years to perfect some of the most amazing materials, that we wish we had in our possession. Remember, these materials carry a quality assurance of three billion years.
Duzentos anos de ciência moderna. Temos de admitir que nosso desempenho não é grande. As máquinas que construímos continuam tendo falhas mecânicas. As casas que construímos não suportam terremotos intensos. Mas não devemos criticar tanto nossos cientistas por uma simples razão: eles não tiveram muito tempo. Duzentos anos não é muito tempo, enquanto a natureza teve 3 bilhões de anos para aperfeiçoar alguns dos materiais mais surpreendentes, que gostaríamos de ter conosco. Lembrem-se, esses materiais têm uma garantia de qualidade de 3 bilhões de anos.
Take, for example, sequoia trees. They carry hundreds of tons for hundreds of years in cold weather, in warm climates, UV light. Yet, if you look at the structure by high-resolution electron microscopy, and you ask yourself, what is it made of, surprisingly, it's made of sugar. Well, not exactly as we drink in our tea. It's actually a nanofiber called nanocrystalline cellulose. And this nanocrystalline cellulose is so strong, on a weight basis, it's about 10 times stronger than steel. Yet it's made of sugar.
Vejamos as sequoias, por exemplo. Elas carregam centenas de toneladas por centenas de anos em tempo frio, em climas quentes, sob luz ultravioleta. Mas se observarmos sua estrutura com microscopia eletrônica de alta resolução, e nos perguntarmos do que são feitas, surpreendentemente, elas são feitas de açúcar. Não exatamente o mesmo que bebemos no nosso chá. Na verdade, é uma nanofibra chamada celulose nanocristalina. Esta celulose nanocristalina é tão forte, em termos de suportar peso, que é cerca de dez vezes mais forte do que o aço. No entanto, ela é feita de açúcar.
So scientists all over the world believe that nanocellulose is going to be one of the most important materials for the entire industry. But here's the problem: say you want to buy a half a ton of nanocellulose to build a boat or an airplane. Well, you can Google, you can eBay, you can even Alibaba. You won't find it. Of course, you're going to find thousands of scientific papers -- great papers, where scientists are going to say this is a great material, there are lots of things we can do with it. But no commercial source.
Os cientistas de todo o mundo acreditam que a nanocelulose será um dos materiais mais importantes para toda a indústria. Mas aqui está o problema: digamos que você queira comprar meia tonelada de nanocelulose para construir um barco ou um avião. Você pode tentar o Google, o eBay, até mesmo o Alibaba. Você não vai encontrá-la. Claro, você vai encontrar milhares de artigos científicos, artigos incríveis, onde os cientistas dizem que é um ótimo material, e há muitas coisas que podemos fazer com ele. Mas nenhuma fonte comercial.
So we at the Hebrew University, together with our partners in Sweden, decided to focus on the development of an industrial-scale process to produce this nanocellulose. And, of course, we didn't want to cut trees. So we were looking for another source of raw material, and we found one -- in fact, the sludge of the paper industry. The reason: there is a lot of it. Europe alone produces 11 million tons of that material annually. It's the equivalent of a mountain three kilometers high, sitting on a soccer field. And we produce this mountain every year. So for everybody, it's an environmental problem, and for us, it's a gold mine.
Por isso, na Universidade Hebraica, junto com nossos parceiros na Suécia, decidimos focar o desenvolvimento de um processo em escala industrial para produzir esta nanocelulose. Claro, não queremos cortar árvores. Por isso, fomos em busca de outra fonte de matéria-prima, e encontramos uma: as lamas da indústria de papel. O motivo: há um monte delas. Só a Europa produz 11 milhões de toneladas desse material anualmente. Isso equivale a uma montanha de três quilômetros de altura, colocada num campo de futebol. E produzimos esta montanha todos os anos. Então isto é um problema ambiental para todos, e para nós é uma mina de ouro.
So now, we are actually producing, on an industrial scale in Israel, nanocellulose, and very soon, in Sweden. We can do a lot of things with the material. For example, we have shown that by adding only a small percent of nanocellulose into cotton fibers, the same as my shirt is made of, it increases its strength dramatically. So this can be used for making amazing things, like super-fabrics for industrial and medical applications. But this is not the only thing. For example, self-standing, self-supporting structures, like the shelters that you can see now, actually are now showcasing in the Venice Biennale for Architecture.
Agora estamos realmente produzindo nanocelulose em escala industrial em Israel, e muito em breve na Suécia. Podemos fazer muitas coisas com o material. Por exemplo: mostramos que ao adicionar uma pequena fração de nanocelulose em fibras de algodão, as mesmas que compõem minha camisa, ela aumenta a sua força dramaticamente. Então ela pode ser usada para fazer coisas incríveis, como supertecidos para aplicações industriais e médicas. Mas esta não é a única coisa. Por exemplo, estruturas autoportantes, estruturas que suportam a si mesmas, como os abrigos que você pode ver agora, estão sendo exibidas agora na Bienal de Veneza de Arquitetura.
Nature actually didn't stop its wonders in the plant kingdom. Think about insects. Cat fleas, for example, have the ability to jump about a hundred times their height. That's amazing. It's the equivalent of a person standing in the middle of Liberty Island in New York, and in a single jump, going to the top of the Statue of Liberty. I'm sure everybody would like to do that. So the question is: How do cat fleas do it?
A natureza não parou suas maravilhas no reino vegetal. Pense sobre os insetos. Pulgas de gato, por exemplo, têm a capacidade de saltar cerca de 100 vezes a sua altura. Isso é incrível. É o equivalente a uma pessoa no meio da Ilha da Liberdade, em Nova York, que, em um único salto, chega ao topo da Estátua da Liberdade. Tenho certeza de que todo mundo gostaria de fazer isso. Então a questão é: como as pulgas de gato fazem isso?
It turns out, they make this wonderful material, which is called resilin. In simple words, resilin, which is a protein, is the most elastic rubber on Earth. You can stretch it, you can squish it, and it doesn't lose almost any energy to the environment. When you release it -- snap! It brings back all the energy. So I'm sure everybody would like to have that material. But here's the problem: to catch cat fleas is difficult.
Acontece que elas produzem um material maravilhoso, chamado resilina. Em termos simples, a resilina, que é uma proteína, é a borracha mais elástica na Terra. Você pode esticá-la, pode esmagá-la, e ela não perde quase nenhuma energia para o meio ambiente. Ao você soltá-la - toim! Ela traz de volta toda a energia. Tenho certeza de que todo mundo gostaria de ter isso. Mas aqui está o problema: pegar pulgas de gato é difícil.
(Laughter)
(Risos)
Why? Because they are jumpy.
Por quê? Porque elas são nervosas.
(Laughter)
(Risos)
But now, it's actually enough to catch one. Now we can extract its DNA and read how cat fleas make the resilin, and clone it into a less-jumpy organism like a plant. So that's exactly what we did. Now we have the ability to produce lots of resilin.
Na verdade, é suficiente pegar uma. Agora podemos extrair seu DNA e entender como as pulgas de gato produzem resilina, e cloná-la em um organismo menos nervoso como uma planta. Isso foi exatamente o que fizemos. Temos agora a capacidade de produzir montes de resilina.
Well, my team decided to do something really cool at the university. They decided to combine the strongest material produced by the plant kingdom with the most elastic material produced by the insect kingdom -- nanocellulose with resilin. And the result is amazing. This material, in fact, is tough, elastic and transparent. So there are lots of things that can be done with this material. For example, next-generation sport shoes, so we can jump higher, run faster. And even touch screens for computers and smartphones, that won't break.
Minha equipe decidiu fazer algo muito legal na universidade. Eles decidiram combinar o material mais forte produzido pelo reino vegetal com o material mais elástico produzido pelo reino dos insetos, nanocelulose com resilina, e o resultado é surpreendente. Este material, de fato, é forte, elástico e transparente. Então há muitas coisas que podem ser feitas com este material, tais como tênis esportivos da próxima geração, para que possamos saltar mais alto e correr mais rápido, e até mesmo telas de toque para computadores e smartphones, que não vão quebrar.
Well, the problem is, we continue to implant synthetic implants in our body, which we glue and screw into our body. And I'm going to say that this is not a good idea. Why? Because they fail. This synthetic material fails, just like this plastic fork, that is not strong enough for its performance. But sometimes they are too strong, and therefore their mechanical properties do not really fit their surrounding tissues.
O problema é que ainda implantamos implantes sintéticos em nosso corpo, que colamos e parafusamos em nosso corpo. E devo dizer que isso não é uma boa ideia. Por quê? Porque eles falham. Este material sintético falha, assim como este garfo de plástico, que não é forte o suficiente para o seu desempenho. Mas às vezes eles são fortes demais, e por isso suas propriedades mecânicas não se adaptam aos seus tecidos circundantes.
But in fact, the reason is much more fundamental. The reason is that in nature, there is no one there that actually takes my head and screws it onto my neck, or takes my skin and glues it onto my body. In nature, everything is self-assembled. So every living cell, whether coming from a plant, insect or human being, has a DNA that encodes for nanobio building blocks. Many times they are proteins. Other times, they are enzymes that make other materials, like polysaccharides, fatty acids. And the common feature about all these materials is that they need no one. They recognize each other and self-assemble into structures -- scaffolds on which cells are proliferating to give tissues. They develop into organs, and together bring life.
Mas na realidade, a razão é muito mais essencial. A razão é que, na natureza, não há ninguém que pegue minha cabeça e a encaixe no meu pescoço, ou pegue minha pele para colá-la no meu corpo. Na natureza, tudo é automontado. Então cada célula viva, seja de uma planta, de um inseto ou ser humano, tem um DNA que codifica blocos de construção nanobiológicos. Muitas vezes eles são proteínas. Outras vezes são enzimas que fazem outros materiais, como polissacarídeos, ácidos graxos. E a característica comum de todos estes materiais é que eles não precisam de ninguém. Eles reconhecem uns aos outros e se automontam em estruturas, andaimes em que as células se proliferam para gerar tecidos. Eles se transformam em órgãos, e juntos trazem vida.
So we at the Hebrew University, about 10 years ago, decided to focus on probably the most important biomaterial for humans, which is collagen. Why collagen? Because collagen accounts for about 25 percent of our dry weight. We have nothing more than collagen, other than water, in our body. So I always like to say, anyone who is in the replacement parts of human beings would like to have collagen.
Há dez anos, nós da Universidade Hebraica decidimos nos concentrar no biomaterial provavelmente mais importante para os seres humanos, que é o colágeno. Por que colágeno? O colágeno é responsável por 25% de nosso peso seco. Não temos muita coisa além de colágeno e água em nosso corpo. Eu sempre gosto de dizer que qualquer interessado em substituir partes de seres humanos gostaria de ter colágeno.
Admittedly, before we started our project, there were already more than 1,000 medical implants made of collagen. You know, simple things like dermal fillers to reduce wrinkles, augment lips, and other, more sophisticated medical implants, like heart valves. So where is the problem? Well, the problem is the source. The source of all that collagen is actually coming from dead bodies: dead pigs, dead cows and even human cadavers. So safety is a big issue. But it's not the only one. Also, the quality.
Antes de começarmos nosso projeto, já havia mais de mil implantes médicos feitos de colágeno, coisas simples como preenchedores dérmicos para reduzir rugas, aumentar os lábios, e outros implantes mais sofisticados, como válvulas cardíacas. Então onde está o problema? Bem, o problema é a fonte. Todo este colagénio é proveniente de cadáveres: suínos mortos, vacas mortas e até cadáveres humanos. Então a segurança é um grande problema. Mas não é o único. Há também a qualidade.
Now here, I have a personal interest. This is my father, Zvi, in our winery in Israel. A heart valve, very similar to the one that I showed you before, seven years ago, was implanted in his body. Now, the scientific literature says that these heart valves start to fail 10 years after the operation. No wonder: they are made from old, used tissues, just like this wall made of bricks that is falling apart. Yeah, of course, I can take those bricks and build a new wall. But it's not going to be the same. So the US Food and Drug Administration made a notice already in 2007, asking the companies to start to look for better alternatives.
E aqui, tenho um interesse pessoal. Este é o meu pai, Zvi, em nossa vinícola em Israel. Uma válvula de coração, muito parecida com a que mostrei antes, foi implantada em seu corpo há sete anos. A literatura científica diz que estas válvulas começam a falhar dez anos após a operação. Não é de admirar. Elas são feitas de tecidos velhos e usados, assim como esta parede de tijolos que está caindo aos pedaços. Claro que eu posso pegar esses tijolos e construir um novo muro. Mas não vai ser o mesmo. Por isso o FDA dos Estados Unidos fez um aviso, já em 2007, pedindo que as empresas comecem a buscar alternativas melhores.
So that's exactly what we did. We decided to clone all the five human genes responsible for making type I collagen in humans into a transgenic tobacco plant. So now, the plant has the ability to make human collagen brand new, untouched. This is amazing. Actually, it's happening now. Today in Israel, we grow it in 25,000 square meters of greenhouses all over the country. The farmers receive small plantlets of tobacco. It looks exactly like regular tobacco, except that they have five human genes. They're responsible for making type I collagen. We grow them for about 50 to 70 days, we harvest the leaves, and then the leaves are transported by cooling trucks to the factory. There, the process of extracting the collagen starts.
E foi isso exatamente o que fizemos. Decidimos clonar todos os cinco genes humanos responsáveis pela produção de colágeno tipo I em humanos em uma planta de tabaco transgênica. Agora a planta tem a capacidade de produzir colágeno humano novo, intocado. Isto é incrível. Na verdade, isso está acontecendo agora. Hoje nós cultivamos isso em 2,5 hectares de estufas por todo Israel. Os agricultores recebem pequenas mudas de tabaco. Parece exatamente com o tabaco normal, exceto pelo fato de ter cinco genes humanos. Eles são responsáveis por fazer o colágeno tipo I. Nós cultivamos as plantas por cerca de 50 a 70 dias, colhemos as folhas, e em seguida transportamos as folhas em caminhões refrigerados para a fábrica. Ali começa o processo de extração do colágeno.
Now, if you ever made a pesto -- essentially, the same thing.
Se você já fez um molho pesto, é essencialmente a mesma coisa.
(Laughter)
(Risos)
You crush the leaves, you get the juice that contains the collagen. We concentrate the protein, transfer the protein to clean rooms for the final purification, and the end result is a collagen identical to what we have in our body -- untouched, brand new and from which we make different medical implants: bone void fillers, for example, for severe bone fractures, spinal fusion. And more recently, even, we've been able to launch into the market here in Europe a flowable gel that is used for diabetic foot ulcers, that is now approved for use in the clinic.
Você esmaga as folhas e obtém o suco que contém o colágeno. Podemos concentrar a proteína, e transferi-la para salas higienizadas para a purificação final, e o resultado é um colágeno idêntico ao que temos em nosso corpo, intocado e novinho e do qual produzimos diferentes implantes médicos: preenchedores de orifício ósseo, por exemplo, para fraturas ósseas graves, como a fusão espinhal. E mais recentemente, fomos capazes de lançar no mercado europeu um gel fluido que é usado para úlceras do pé diabético, que agora está aprovado para uso clínico.
This is not science fiction. This is happening now. We are using plants to make medical implants for replacement parts for human beings. In fact, more recently, we've been able to make collagen fibers which are six times stronger than the Achilles tendon. That's amazing.
Isto não é ficção científica. Isso está acontecendo agora. Estamos usando plantas para fazer implantes médicos e peças de reposição para os seres humanos. Mais recentemente, fomos capazes de fazer fibras de colágeno que são seis vezes mais fortes do que o tendão de Aquiles. Isso é incrível.
Together with our partners from Ireland, we thought about the next thing: adding resilin to those fibers. By doing that, we've been able to make a superfiber which is about 380 percent tougher, and 300 percent more elastic. So oddly enough, in the future, when a patient is transplanted with artificial tendons or ligaments made from these fibers, we'll have better performance after the surgery than we had before the injury.
Junto com nossos parceiros da Irlanda, nós pensamos a próxima inovação: adicionar resilina nessas fibras. Ao fazer isso, fomos capazes de criar uma superfibra que é cerca de 380% mais forte, e 300% mais elástica. Estranhamente, no futuro, quando um paciente for transplantado com tendões ou ligamentos artificiais feitos a partir destas fibras, vamos ter um melhor desempenho após a cirurgia do que havia antes da lesão.
So what's for the future? In the future, we believe we'll be able to make many nanobio building blocks that nature provided for us -- collagen, nanocellulose, resilin and many more. And that will enable us to make better machines perform better, even the heart. Now, this heart is not going to be the same as we can get from a donor. It will be better. It actually will perform better and will last longer.
Então, o que há para o futuro? No futuro, acreditamos que seremos capazes de criar muitos blocos de construção nanobiológicos produzidos pela natureza; colágeno, nanocelulose, resilina e muitos mais. E isso nos permitirá criar máquinas melhores com melhor desempenho, até mesmo o coração. Agora, este coração não vai ser o mesmo como o que se é obtido de um doador. Será melhor. Ele realmente terá um desempenho melhor e vai durar mais tempo.
My friend Zion Suliman once told me a smart sentence. He said, "If you want a new idea, you should open an old book." And I'm going to say that the book was written. It was written over three billion years of evolution. And the text is the DNA of life. All we have to do is read this text, embrace nature's gift to us and start our progress from here.
Meu amigo Zion Suliman me disse uma vez uma frase inteligente. Ele disse: "Se você quer uma ideia nova, você deve abrir um livro velho ". E eu vou dizer que o livro foi escrito. Foi escrito durante 3 bilhões de anos de evolução. E seu texto é o DNA da vida. Tudo o que temos de fazer é ler este texto, abraçar o presente da natureza para nós e começar o nosso progresso a partir daqui.
Thank you.
Obrigado.
(Applause)
(Aplausos)