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.
Vandaag hebben alle gebouwen iets gemeen. Ze zijn gemaakt op basis van Victoriaanse technologie. Dat wil zeggen plannen, industriële fabricage en constructie door teams van arbeiders. Al die inspanningen leiden tot een inert object. Dat betekent dat er een eenrichtingstransfer is van energie vanuit ons milieu naar onze huizen en steden. Dat is niet duurzaam. Volgens mij is de enige manier waarop we echt duurzame huizen en steden kunnen bouwen, door ze met de natuur te verbinden, niet door ze ervan te isoleren.
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.
Om dat te doen, hebben we de juiste taal nodig. Levende systemen zijn constant in gesprek met de natuur, door chemische reacties, metabolisme genaamd. Dit is de omzetting van één groep substanties in een andere, door de productie of de absorptie van energie. Dit is de manier waarop levende materialen het beste halen uit hun plaatselijke middelen, op een duurzame manier. Ik heb interesse voor het gebruik van metabolische materialen voor de architectuurpraktijk. Maar die bestaan niet. Dus moet ik ze maken.
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.
Ik werk samen met architect Neil Spiller aan de Bartlett School of Architecture. We werken samen met internationale wetenschappers om deze nieuwe materialen van onderuit te maken. Dat betekent dat we ze vanuit het niets creëren. Een van onze medewerkers is scheikundige Martin Hanczyc, die grote belangstelling heeft voor de overgang van inerte naar levende materie. Dat is precies het soort proces waar ik in geïnteresseerd ben, als we het over duurzame materialen hebben.
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.
Martin werkt met een systeem dat hij de Protocel noemt. Dit is niet meer dan -- het is magisch -- is een klein vettig zakje. Er zit een chemische batterij in. Het heeft geen DNA. Dit zakje kan zich gedragen op een manier die je alleen als levend kan omschrijven. Het kan zich bewegen in zijn omgeving. Het kan chemische gradiënten volgen. Het kan complexe reacties ondergaan, waarvan sommige architecturaal geslaagd zijn. Daar staan we dus. Dit zijn protocellen, die patronen maken in hun omgeving. We weten nog niet hoe ze dat doen. Hier is een protocel die krachtig zijn huid afschudt. Dit ziet er als een soort chemische geboorte uit. Dit is een gewelddadig proces.
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.
Hier is een protocel die koolstofdioxide onttrekt aan de atmosfeer en er carbonaat van maakt. Dat is het vlies rondom het vetbolletje. Ze zijn erg broos. Dat is maar een deeltje. We proberen deze technologie te verfijnen tot ze een aanpak van onderuit creëert voor de architectuur, in tegenstelling tot de huidige Victoriaanse methodes van bovenaf, die structuur opleggen aan de materie. Dat kan onmogelijk steek houden vanuit energetisch standpunt.
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.
Materialen van onderuit bestaan vandaag al. Ze worden al sinds de oudheid gebruikt in de architectuur. Als je rondwandelt in Oxford, waar we vandaag zijn, en je kijkt naar het metselwerk, wat ik de laatste paar dagen heb gedaan, dan zie je dat die voor een groot deel van kalksteen is gemaakt. Als je nog beter kijkt, zie je dat er in kalksteen kleine schelpjes zitten, en kleine skeletten die opgestapeld zijn. Die zijn over miljoenen jaren heen gefossiliseerd.
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.
Een blok kalksteen is op zich niet zo bijzonder interessant. Het ziet er mooi uit. Maar stel je voor wat de eigenschappen van deze kalksteen zouden kunnen zijn als de oppervlaktes in gesprek waren met de atmosfeer. Misschien zouden ze koolstofdioxide kunnen extraheren. Zou dit blok kalksteen daardoor nieuwe eigenschappen krijgen? Waarschijnlijk wel. Misschien kan het groeien. Misschien kan het zichzelf herstellen en reageren op dramatische wijzigingen in de onmiddellijke omgeving.
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.
Architecten zijn nooit blij met slechts één blok van een interessant materiaal. Ze zien het groots. Dus als we nadenken over het opschalen van metabolische materialen, dan kunnen we beginnen te denken over ecologische interventies, zoals het herstellen van een atol, of de drooglegging van delen van een stad die door water beschadigd zijn. Eén van deze voorbeelden zou natuurlijk de historische stad Venetië zijn. Zoals jullie weten heeft Venetië een stormachtige relatie met de zee en is het op houten palen gebouwd. We hebben een manier ontworpen waardoor de protoceltechnologie waar we mee werken, Venetië op duurzame wijze kan droogleggen. Architect Christian Kerrigan heeft een reeks ontwerpen bedacht die ons tonen hoe we een kalksteenrif kunnen kweken onder de stad.
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.
Hier is de technologie die we vandaag hebben. Dit is onze protoceltechnologie, die echt een schelp maakt, zoals haar kalksteen-voorvaderen, en die afzet in een zeer complexe omgeving, tegen natuurlijke materialen. We bekijken traliewerk van kristal om het bindingsproces te zien. Dit is het erg interessante deel. We willen niet dat er kalksteen wordt gedumpt in al die mooie kanalen. Het moet creatief rond de houten palen gecreëerd worden.
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.
Je kan uit deze diagrammen afleiden dat de protocel zich van het licht verwijdert, naar de donkere funderingen. We hebben dat in het laboratorium geobserveerd. Protocellen kunnen zich van het licht verwijderen. Ze kunnen ook het licht opzoeken. Je moet gewoon de juiste soort kiezen. Het is dus niet één eenheid, we doen een soort van chemische engineering. De protocellen zetten hun kalksteen af op een heel specifieke manier, rond de funderingen van Venetië, en verstenen die daadwerkelijk.
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.
Dat zal niet voor morgen zijn. Het duurt een tijdje. Het zal jaren vergen van verfijning en monitoring van de technologie, tot we klaar zijn om het te testen in een paar gevallen, op de meest beschadigde en gestresseerde gebouwen van Venetië. Maar naarmate de gebouwen worden hersteld, zullen we een kalksteenrif zien groeien onder de stad. Zo'n aanwas is zelf een enorme verzamelbak van koolstofdioxide. Het zal de locale mariene ecologie aantrekken, en die zal haar eigen ecologische niches in deze architectuur vinden.
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.
Dit is dus echt interessant. We hebben nu een architectuur die de stad met de natuur verbindt op een directe en onmiddellijke manier. Maar het spannendste eraan is dat de driver van deze technologie overal verkrijgbaar is. Dit is aardse chemie. Dat hebben we allemaal. Daardoor is deze technologie net zo geschikt voor ontwikkelingslanden als voor landen uit de Eerste Wereld. Samengevat: ik genereer metabolische materialen als tegengewicht voor Victoriaanse technologieën en ik bouw architectuur van onderuit op.
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)
Ten tweede hebben deze metabolische materialen een aantal eigenschappen van levende systemen, waardoor ze een vergelijkbare performantie kunnen hebben. Ze kunnen naar verwachting vele vormen en functies hebben in de architectuurpraktijk. Ten slotte: een observator uit de toekomst die een mooie structuur in de omgeving zal bekijken, zal misschien onmogelijk kunnen zeggen of deze structuur door een natuurlijk proces is ontstaan of door een kunstmatig proces. Dank je wel. (Applaus)