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.
Tất cả những công trình ngày nay đều có 1 vài điểm chung. Chúng đều được xây dựng bằng kỹ thuật Victoria. Bao gồm bản thiết kế, chế phẩm công nghiệp và tiến hành xây dựng bởi những nhóm nhân công. Tất cả những nỗ lực này tạo ra 1 công trình chết. Và điều đó có nghĩa là chỉ có sự trao đổi năng lượng 1 chiều từ môi trường sống tới nhà cửa và đô thị của chúng ta. Nó không bền vững. Tôi tin rằng có 1 cách duy nhất có khả năng giúp chúng ta xây dựng những công trình bền vững thực sự là bằng việc gắn kết chúng với thiên nhiên, và không cô lập chúng từ thiên nhiên.
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.
Và bây giờ, để làm được điều đó, chúng ta cần có 1 loại ngôn ngữ đúng đắn. Những cơ thể sống luôn trao đổi không ngừng với thế giới tự nhiên, qua những tập hợp của những phản ứng hóa học được gọi là sự trao đổi chất. Đây là sự chuyển đổi của 1 nhóm vất chất này sang một nhóm khác, hoặc thông qua sự sản sinh hay hấp thụ năng lượng. Và đó là cách mà những vật liệu sống tận dụng những nguồn tài nguyên sẵn có 1 cách bền vững. Tôi hứng thú trong việc sử dụng những vật liệu biến chất trong thực hành kiến trúc. Nhưng nó không tồn tại. Nên tôi phải làm ra nó.
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.
Tôi đang làm việc với Kiến trúc sư Neil Spiller ở trường kiến trúc Bartlett. Và chúng tôi hợp tác với nhiều nhà khoa học quốc tế để chế tạo ra loại vật liệu mới này. bằng cách tiếp cận từ dưới lên. Nghĩa là chúng tôi bắt đầu từ con số 0. 1 trong những cộng tác viên của chúng tôi là nhà hóa học Martin Hanczyc, và anh ta rất hứng thú về sự chuyển đổi từ những vật liệu chết sang vật liệu sống. Và đây chính xác là cái quá trình mà tôi quan tâm tới, khi chúng tôi nghĩ về vật liệu bền vững.
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, anh ta nghiên cứu 1 hệ thống được gọi là Tiền tế bào (Protocell). Và nó đây-- và ma thuật của nó nằm ở 1 túi chất béo nhỏ. Và nó có 1 pin hóa học bên trong. Và nó không có ADN. Túi nhỏ này có khả năng tự điều khiển theo 1 cách mà chỉ có thể mô tả là sự sống. Nó có khả năng tự di chuyển trong môi trường của nó. Và hướng theo độ chênh lệch(gradient) hóa học. Và có thể cho ra những phản ứng phức tạp. đáng mừng là một vài trong số đó có liên quan về mặt kiến trúc. Và đây. Đây là những Tiền tế bào (protocells), đang tạo hình môi trường của chúng. Chúng tôi chưa biết chúng làm như vậy như thế nào. Đây, đây là 1 Tiền tế bào (protocell), và nó đang đang lột da 1 cách mãnh liệt. bây giờ, trông nó như là sự hình thành của 1 loại hóa chất. Đây là 1 quá trình rất dữ dội.
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.
Đây, chúng tôi làm cho 1 Tiền tế bào chiết ra khí CO2 từ khí khuyển và chuyển hóa nó thành cacbonat. Và đó là cái vỏ bao quanh tinh thể chất béo dạng cầu. Chúng khá là giòn. Nên bạn chỉ thấy được 1 phần của nó ở đây. Nên cái chúng tôi đang cố gắng làm là đưa những công nghệ này vào việc xây dựng công trình kiến trúc theo cách tiếp cận từ dưới lên, đối lập với lại phương pháp Victoria hiện tại theo kiểu từ trên xuống. mà trong đó cấu trúc đè nặng lên vật liệu. Điều đó cực kỳ vô lý.
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.
Vậy, vật liệu từ dưới lên thực sự tồn tại ngày nay. Chúng đã được đưa vào sử dụng trong kiến trúc từ thời cổ đại. Nếu bạn đi vòng quanh thành phố Oxford, nơi chúng ta đang ngồi đây, và nhìn vào những công trình bằng gạch, như tôi đã thích thú làm 1 vài ngày trước đây, thì bạn chắc sẽ thấy rằng rất nhiều trong số đó được làm bằng đá vôi. Và nếu bạn nhìn kỹ hơn, bạn sẽ thấy, trong đống đá vôi đó là những vỏ sò và những bộ xương nhỏ chồng chất lên nhau. và chúng bị hóa thạch hơn nhiều triệu năm rồi.
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.
Đây là 1 khối đá vôi, tự nó, không có gì thú vị 1 cách cụ thể. Nó chỉ đẹp thôi. Nhưng thử tưởng tượng những đặc tính gì có thể có trong khối vôi đá này nếu bề mặt của nó thực sự đang trao đổi chất với bầu không khí xung quanh. Có lẽ nó có thể chiết ra CO2. Liệu nó có làm cho khối đá vôi này có nhiều tính chất mới? Nhiều khả năng điều đó xảy ra. Nó có thể biến đổi. Nó có lẽ còn có thể tự tạo, và thậm chí phản ứng lại với những thay đổi đột ngột trong môi trường lân cận.
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.
Vậy, những kiến trúc sư không bao giờ thấy vui với chỉ duy nhất 1 khối vật liệu thú vị như vậy. Họ nghĩ rộng hơn. Đúng không? Nên khi chúng tôi nghĩ tới việc sản xuất quy mô lớn những vật liệu biến chất này, chúng tôi bắt đầu nghĩ về những rào cản sinh học như là sự tái tạo của san hô, hoặc sự cải tạo khu vực nào đó của 1 thành phố mà bị nước xâm hại. Nên, 1 trong những ví dụ điển hình dĩ nhiên là thành phố lịch sử Venice. Hiện nay, Venice, như bạn biết đấy. có 1 sự gắn bó mật thiết với biển và được xây dựng trên những cọc gỗ. Nên chúng tôi vừa đưa ra 1 kế hoạch mà có khả năng cho công nghệ Tiền tế bào (protocell) mà chúng tôi đang nghiên cứu để tu sửa thành phố Venice cho chắc chắn hơn. Và Kiến trúc sư Christian Kerrigan cũng đưa ra nhiều thiết kế cho chúng ta thấy thực sự nó có khả năng hình thành 1 dãy đá vôi dưới lòng thành phố như thế nào.
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.
Vậy, đây là công nghệ ngày nay chúng ta có được. Đây là công nghệ Tiền tế bào (protocell), tạo nên 1 vỏ bọc hiệu quả giống như là những khối đá vôi ngày trước, và đặt nó vào 1 môi trường cực kỳ phức tạp, dựa vào những vật liệu tự nhiên. Chúng ta đang quan sát vào những mạng tinh thể để nhìn thấy được quá trình kết nối trong đó. và bây giờ đây là phần rất thú vị. Chúng ta không muốn đá vôi chất thành đống ở mọi con kênh đào đẹp như vậy. Cái chúng ta cần là nó được dựng 1 cách sáng tạo quanh những cọc gỗ.
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.
Từ những biểu đồ này bạn có thể nhìn thấy Tiền tế bào (protocell) thực sự đang di chuyển cách xa khỏi ánh sáng, hướng về phần móng tối mịt ở dưới. Chúng tôi quan sát nó trong phòng thí nghiệm. Những Tiền tế bào (protocell) có thể di chuyển xa khỏi ánh sáng. Nó còn có thể di chuyển gần về hướng ánh sáng. Bạn chỉ phải chọn loại phù hợp. Để chúng ko chỉ tồn tại như thực thể duy nhất, chúng ta cần thiết kế nó về phương diện hóa học. Và đây là những Tiền tế bào (protocells) đang gắn chặt vào đá vôi 1 cách rất đặc biệt, bao quanh bộ móng của Venice, củng cố nó một cách hiệu quả.
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.
Đây ko phải là công việc ngày trước ngày sau là xong. Nó cần có thời gian. Cần nhiều năm để điều chỉnh và kiểm định công nghệ này để chúng ta có thể sẵn sàng đưa nó vào thực nghiệm trên từng cái móng một của những công trình bị hủy hoại nặng nề nhất ở Venice. Nhưng dần dần, khi những công trình đó đã được tu sửa, chúng ta sẽ thấy sự mở rộng của 1 dãy đá vôi dưới lòng thành phố. Bản thân sự lớn mạnh đó là một cái bình chứa CO2 Nó còn thu hút được những sinh vật biển lân cận, những sinh vật đó sẽ tìm được môi trường sinh thái thích hợp trong hệ thống kiến trúc này.
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.
Điều này thật thú vị. Bây giờ chúng ta có 1 nền kiến trúc gắn kết 1 thành phố với thế giới tự nhiên theo 1 cách gần gũi và trực tiếp. Nhưng có lẽ điều hấp dẫn nhất là là những trang thiết bị cho công nghệ hiện có ở khắp mọi nơi. Đó là những hóa chất thuộc trái đất. Chúng ta đều có nó. Điều đó có nghĩa là công nghệ này phù hợp cho những nước đang phát triển cũng như là những nước tiên tiến trên thế giới. Vậy, tóm lại, tôi đang chế tạo vật liệu biến chất như là 1 sự cân bằng với kỹ thuật Victoria, và xây dựng kiến trúc theo cách tiếp cận từ dưới lên.
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)
Mặc khác, những vật liệu biến chất này có những đặc tính của 1 cơ thể sống, có nghĩa là chúng có thể hoạt động theo những cách tương tự như vậy. và có thể mong đợi có được nhiều hình thể và công năng trong việc thực hành kiến trúc. Và cuối cùng, trong tương lai 1 người nào đó quan sát kinh ngạc về 1 công trình đẹp trong không gian, và thấy gần như khó có thể khẳng định công trình này được xây dựng bởi 1 quá trình tự nhiên hay 1 quá trình nhân tạo. Xin cám ơn (Vỗ tay)