Alle vor tids bygninger har noget til fælles: De er lavet ved hjælp af victoriansk teknologi. Dette involverer tegninger, industriel produktion og byggeri ved hjælp af grupper af håndværkere. Alt dette arbejde resulterer i et statisk objekt. Og det betyder at der er en en-vejs overførsel af energi fra vores omgivelser ind i vore hjem og byer. Det er ikke bæredygtigt. Jeg mener, at den eneste måde hvorpå vi vil kunne konstruere virkelig bæredygtige hjem og byer er ved at forbinde dem med naturen, ikke ved at isolere dem fra den.
All buildings today have something in common. They're made using Victorian technologies. This involves blueprints, industrial manufacturing and construction using teams of workers. All of this effort results in an inert object. And that means that there is a one-way transfer of energy from our environment into our homes and cities. This is not sustainable. I believe that the only way that it is possible for us to construct genuinely sustainable homes and cities is by connecting them to nature, not insulating them from it.
For at kunne lykkes med det projekt har vi brug for det rigtige sprog. Levende systemer er i konstant samtale med naturen omkring dem gennem rækker af kemiske reaktioner kaldet metabolismer. Metabolismer er en gruppe stoffers ændring fra én slags til en anden, enten gennem produktion eller optagelse af energi. Og det er på denne måde at levende materialer får det bedste ud af de ressourcer de har adgang til på en bæredygtig måde. Så, min interesse ligger indenfor brugen af metaboliske materialer indenfor arkitektur. Men de findes ikke - så jeg bliver nødt til at lave dem.
Now, in order to do this, we need the right kind of language. Living systems are in constant conversation with the natural world, through sets of chemical reactions called metabolism. And this is the conversion of one group of substances into another, either through the production or the absorption of energy. And this is the way in which living materials make the most of their local resources in a sustainable way. So, I'm interested in the use of metabolic materials for the practice of architecture. But they don't exist. So I'm having to make them.
Jeg arbejder sammen med arkitekten Neil Spiller på Bartlett School of Architecture. Og vi samarbejder med internationale forskere om at fremstille disse nye materialer gennem en nedefra-og-op-tilgang. Det betyder, at vi laver dem helt fra bunden. En af vores samarbejdspartnere er kemikeren Martin Hanczyc og han er meget interesseret i overgangen fra statisk til levende materiale. Og det er præcis den slags proces jeg er interesseret i når vi snakker om bæredygtige materialer.
I'm working with architect Neil Spiller at the Bartlett School of Architecture, and we're collaborating with international scientists in order to generate these new materials from a bottom up approach. That means we're generating them from scratch. One of our collaborators is chemist Martin Hanczyc, and he's really interested in the transition from inert to living matter. Now, that's exactly the kind of process that I'm interested in, when we're thinking about sustainable materials.
Martin arbejder med et system kaldet Protocellen. Den er i bund og grund -- det er magisk det her -- ikke andet end en lille fedtbobbel. Den har et kemisk batteri i sig. Men den har ikke noget DNA. Denne lille bobbel er i stand til at opføre sig på en måde der ikke kan kaldes andet end levende. Den kan bevæge sig rundt i sine omgivelser Den kan følge efter kemiske gradienter. den kan deltage i komplekse reaktioner nogle af hvilke, heldigvis for mig, er arkitektoniske. Så der kan vi se. Disse er protoceller, der påvirker deres omgivelser. Vi ved endnu ikke hvordan de gør det. Her er en protocelle, der er ihærdigt i gang med at smide sit skind Det ligner nærmest en slags kemisk fødsel -- det er en voldsom proces.
So, Martin, he works with a system called the protocell. Now all this is -- and it's magic -- is a little fatty bag. And it's got a chemical battery in it. And it has no DNA. This little bag is able to conduct itself in a way that can only be described as living. It is able to move around its environment. It can follow chemical gradients. It can undergo complex reactions, some of which are happily architectural. So here we are. These are protocells, patterning their environment. We don't know how they do that yet. Here, this is a protocell, and it's vigorously shedding this skin. Now, this looks like a chemical kind of birth. This is a violent process.
Her har vi fået en protocelle til at trække kuldioxid ud af atmosfæren og lave det om til karbonat. Det er det der laver skallen rundt om fedtboblen. De er ret skrøbelige, så I kan kun se et udsnit af en her. Så det vi prøver på er at skubbe disse teknologier i retning af at skabe nye, nedefra-og-op konstruktionsmetoder til brug i arkitektur som står i modsætning til de nuværende, victorianske oppefra-og-ned metoder der tvinger stof ind i en bestemt form. Det kan ikke være energimæssigt fornuftigt.
Here, we've got a protocell to extract carbon dioxide out of the atmosphere and turn it into carbonate. And that's the shell around that globular fat. They are quite brittle. So you've only got a part of one there. So what we're trying to do is, we're trying to push these technologies towards creating bottom-up construction approaches for architecture, which contrast the current, Victorian, top-down methods which impose structure upon matter. That can't be energetically sensible.
Men disse 'nedefra-og-op' materialer findes faktisk allerede i dag. De har været brugt i arkitekturen siden antikken. Hvis du går en tur i byen Oxford, her hvor vi er i dag, og kigger på murene som jeg har nydt at gøre de seneste par dage kan du se at meget af det faktisk er lavet af kalksten. Og hvis du går endnu tættere på kan du se at inde i kalkstenen er der små skaller og skeletter der er bunket ovenpå hinanden og er blevet til fossiler over millioner af år.
So, bottom-up materials actually exist today. They've been in use, in architecture, since ancient times. If you walk around the city of Oxford, where we are today, and have a look at the brickwork, which I've enjoyed doing in the last couple of days, you'll actually see that a lot of it is made of limestone. And if you look even closer, you'll see, in that limestone, there are little shells and little skeletons that are piled upon each other. And then they are fossilized over millions of years.
Et stykke kalksten er i sig selv ikke særlig interessant. Det ser bare smukt ud. Men forestil jer hvilke egenskaber dette stykke kalksten kunne have hvis dets overflader var i samtale med atmosfæren. Måske kunne det fjerne kuldioxid. Ville det give dette stykke kalksten nye egenskaber? Ja, højst sandsynligt ville det. Det ville måske kunne vokse. Måske ville det kunne være selvreparerende, og endda reagere på dramatiske ændringer i dets nærmiljø.
Now a block of limestone, in itself, isn't particularly that interesting. It looks beautiful. But imagine what the properties of this limestone block might be if the surfaces were actually in conversation with the atmosphere. Maybe they could extract carbon dioxide. Would it give this block of limestone new properties? Well, most likely it would. It might be able to grow. It might be able to self-repair, and even respond to dramatic changes in the immediate environment.
Men nej, arkitekter er aldrig tilfredse med bare et enkelt stykke interessant materiale. De tænker stort. Okay? Så når vi snakker om at bruge metaboliske materialer i større skala kan vi begynde at overveje økologiske opfindelser som reparationen af atoller eller redning af dele af en by der er blevet skadede af vand. Et eksempel på dette kunne selvfølgelig være den historiske by Venedig. Venedig har, som I ved, et stormfuldt forhold til havet, og byen er bygget på søjler af træ. Så vi har fundet en måde hvorpå vi kan bruge den protocelle-teknologi vi arbejder med til at generobre Venedig på en bæredygtig måde. Og arkitekten Christian Kerrigan har lavet en serie billeder som viser os hvordan det kan være muligt at få et kalkstenskoralrev til at vokse frem under byen.
So, architects are never happy with just one block of an interesting material. They think big. Okay? So when we think about scaling up metabolic materials, we can start thinking about ecological interventions like repair of atolls, or reclamation of parts of a city that are damaged by water. So, one of these examples would of course be the historic city of Venice. Now, Venice, as you know, has a tempestuous relationship with the sea, and is built upon wooden piles. So we've devised a way by which it may be possible for the protocell technology that we're working with to sustainably reclaim Venice. And architect Christian Kerrigan has come up with a series of designs that show us how it may be possible to actually grow a limestone reef underneath the city.
Så her er den teknologi vi har i dag. Dette er vores protocelleteknologi, der kan lave skaller ligesom dens kalkstens-forfædre, og deponere dem i et komplekst miljø op ad de naturlige materialer. Vi kigger på krystaller for at forstå bindingsprocessen involveret i dette. Og her kommer så den mest interessante del af det hele. Vi vil jo ikke bare have kalksten overalt i de smukke kanaler. Vi skal have det til at koncentrere sig omkring træsøjlerne under byen.
So, here is the technology we have today. This is our protocell technology, effectively making a shell, like its limestone forefathers, and depositing it in a very complex environment, against natural materials. We're looking at crystal lattices to see the bonding process in this. Now, this is the very interesting part. We don't just want limestone dumped everywhere in all the pretty canals. What we need it to do is to be creatively crafted around the wooden piles.
På disse billeder kan I se at protocellerne faktisk bevæger sig væk fra lyset, henimod de mørke fundamenter. Dette er noget vi har observeret i laboratoriet. Protocellerne kan faktisk bevæge sig væk fra lyset. Egentlig kan de også bevæge sig henimod lyset - det handler bare om at vælge den rigtige slags. De eksisterer nemlig ikke bare som én ting, vi kan kemisk konstruere dem. Og her er så protocellerne der deponerer deres kalksten meget præcist rundt om Venedigs fundament, og herved forstener de det reelt.
So, you can see from these diagrams that the protocell is actually moving away from the light, toward the dark foundations. We've observed this in the laboratory. The protocells can actually move away from the light. They can actually also move towards the light. You have to just choose your species. So that these don't just exist as one entity, we kind of chemically engineer them. And so here the protocells are depositing their limestone very specifically, around the foundations of Venice, effectively petrifying it.
Det her er ikke noget vi kan gøre i morgen -- det kommer til at tage noget tid. Vi må bruge år på at fin-tune og overvåge denne teknologi før vi er klar til at teste den, én sag af gangen, på de mest beskadigede og belastede bygninger i Venedig. Men gradvist, efterhånden som bygningerne bliver repareret, vil vi se tilblivelsen af et kalkstens-rev under byen. Denne tilblivelse binder i sig selv enorme mængder kuldioxid. Ydermere vil den tiltrække lokale undervandsdyr og -planter som kan finde deres egne nicher i denne arkitektur.
Now, this isn't going to happen tomorrow. It's going to take a while. It's going to take years of tuning and monitoring this technology in order for us to become ready to test it out in a case-by-case basis on the most damaged and stressed buildings within the city of Venice. But gradually, as the buildings are repaired, we will see the accretion of a limestone reef beneath the city. An accretion itself is a huge sink of carbon dioxide. Also it will attract the local marine ecology, who will find their own ecological niches within this architecture.
Dette synes jeg er rigtig interessant; vi kommer til at bygge arkitektur der forbinder en by med naturen omkring den på en meget direkte og umiddelbar måde. Men den mest spændende del af dette her er måske at ingredienserne til denne teknologi er tilgængelige overalt. Det er basal kemi -- noget vi allesammen har. Det betyder, at teknologien er mindst ligeså anvendelig i udviklingslande som den er i den første verdens lande. Så, for at resummére, jeg udvikler metaboliske materialer som en modvægt til viktorianske teknologier, og bygger arkitektur nedefra og op.
So, this is really interesting. Now we have an architecture that connects a city to the natural world in a very direct and immediate way. But perhaps the most exciting thing about it is that the driver of this technology is available everywhere. This is terrestrial chemistry. We've all got it, which means that this technology is just as appropriate for developing countries as it is for First World countries. So, in summary, I'm generating metabolic materials as a counterpoise to Victorian technologies, and building architectures from a bottom-up approach.
For det andet har disse metaboliske materialer nogle af de samme egenskaber som levende organismer, hvilket betyder at de kan opføre sig på lignende måder. Vi forventer at finde mange former og funktioner til dem indenfor byggeri og arkitektur. Og endelig: For en fremtidig iagttager, der beundrer en smuk struktur i landskabet, vil det måske være stort set umuligt at afgøre hvorvidt denne struktur er skabt gennem en naturlig eller kunstig proces. Mange tak. (Bifald)
Secondly, these metabolic materials have some of the properties of living systems, which means they can perform in similar ways. They can expect to have a lot of forms and functions within the practice of architecture. And finally, an observer in the future marveling at a beautiful structure in the environment may find it almost impossible to tell whether this structure has been created by a natural process or an artificial one. Thank you. (Applause)