TEDxPurdueU
Jonathan Wilker: What sticky sea creatures can teach us about making glue
Jonathan Wilker: O que as criaturas marinhas pegajosas nos podem ensinar no fabrico de colas
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E se pudéssemos dominar os poderes de colagem de criaturas marinhas como os mexilhões, as ostras e as cracas, que se recusam a oscilar nas orlas costeiras húmidas e tempestuosas? Mergulhem no mundo maravilhoso dos animais que fabricam a sua própria cola com o cientista Jonathan Wilker — e apreciem algumas das coisas espantosas que podemos aprender sobre a forma como eles fazem isso.
Jonathan Wilker - Scientist, engineer
Jonathan Wilker explores the science and engineering happening within our oceans. He works to understand the ways that sea creatures survive and how we can adapt their technologies to create new materials. Full bio
Jonathan Wilker explores the science and engineering happening within our oceans. He works to understand the ways that sea creatures survive and how we can adapt their technologies to create new materials. Full bio
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00:13
So I'd like you to join me
on a field trip,
on a field trip,
0
1306
2825
Gostava que viessem comigo
numa visita de estudo.
numa visita de estudo.
00:16
and I want to go to the beach,
and take you all to the beach
and take you all to the beach
1
4155
2810
Gostava de ir à praia
e levá-los a todos à praia
e levá-los a todos à praia
para gozarmos o ar do mar e a maresia.
00:18
and so enjoy the sea air
and the salt spray.
and the salt spray.
2
6989
2079
00:21
And let's go down to the water's edge,
3
9092
1985
Vamos até à borda da água.
00:23
and you're going to notice is
we're getting knocked around by the waves,
we're getting knocked around by the waves,
4
11101
3341
Reparamos que somos
sacudidos pelas ondas do mar
sacudidos pelas ondas do mar
e temos dificuldade
em nos manter no mesmo sítio.
em nos manter no mesmo sítio.
00:26
and it's really difficult
to stay in place.
to stay in place.
5
14466
2023
00:28
But now, look down,
6
16513
2159
Mas olhemos para baixo
00:30
and what you're going to see
7
18696
1421
e veremos que as rochas estão cobertas
00:32
is that the rocks are covered
by all sorts of sea creatures
by all sorts of sea creatures
8
20141
3032
por todo o tipo de criaturas marinhas
00:35
that are just staying
there in place, no problem.
there in place, no problem.
9
23197
2664
que se mantêm no seu lugar,
sem problemas.
sem problemas.
Acontece que, se queremos sobreviver
00:37
And it turns out
that if you want to survive
that if you want to survive
10
25885
2121
neste ambiente muito exigente,
00:40
in this really demanding environment,
11
28030
1763
00:41
your very existence is dependent
upon your ability to make glue, actually.
upon your ability to make glue, actually.
12
29817
4761
a nossa existência depende
da capacidade de fabricar cola.
da capacidade de fabricar cola.
00:46
So let me introduce you
to some of the heroes of our story,
to some of the heroes of our story,
13
34602
3421
Vou apresentar-vos a alguns
dos heróis da nossa história,
dos heróis da nossa história,
00:50
just a few of them.
14
38047
1151
só a alguns.
00:51
So these are mussels,
15
39222
1452
Estes são os mexilhões
00:52
and you'll notice
they're covering the rocks.
they're covering the rocks.
16
40698
2341
e hão de reparar que cobrem as rochas.
00:55
They've made adhesives,
17
43063
1905
Fabricam cola
00:56
and they're sticking down on the rocks,
18
44992
1966
e ficam colados às rochas
00:58
and they're also sticking
to each other, actually.
to each other, actually.
19
46982
2335
e também se colam uns aos outros.
01:01
So they're hunkered down
together as a group.
together as a group.
20
49341
2193
Aninham-se em grupos.
01:03
This is a close-up photograph
of an oyster reef,
of an oyster reef,
21
51558
2627
Esta é uma fotografia
de um recife de ostras.
de um recife de ostras.
01:06
and oysters, they're amazing.
22
54209
2408
As ostras são espantosas.
01:08
What they do is they cement to each other,
23
56641
3048
Colam-se umas às outras
01:11
and they build these huge,
extensive reef systems.
extensive reef systems.
24
59713
2651
e constroem estes enormes
sistemas de recifes.
sistemas de recifes.
01:14
They can be kilometers long,
they can be meters deep,
they can be meters deep,
25
62388
2780
Podem ter quilómetros de comprimento,
metros de profundidade,
metros de profundidade,
01:17
and arguably, they're the most
dominant influence
dominant influence
26
65192
3381
e podemos dizer que são
a influência mais dominante
a influência mais dominante
01:20
on how healthy any coastal
marine ecosystem is going to be,
marine ecosystem is going to be,
27
68597
3040
de como será saudável
qualquer ecossistema marinho,
qualquer ecossistema marinho,
01:23
because what they do
is they're filtering the water constantly,
is they're filtering the water constantly,
28
71661
3000
porque estão permanentemente
a filtrar a água,
a filtrar a água,
estão a manter no seu lugar
a areia e a sujidade.
a areia e a sujidade.
01:26
they're holding sand and dirt in place.
29
74685
1897
01:28
Actually, other species live
inside of these reefs.
inside of these reefs.
30
76606
2953
Há outras espécies a viver
no interior destes recifes.
no interior destes recifes.
01:31
And then, if you think about
what happens when a storm comes in,
what happens when a storm comes in,
31
79583
3055
Depois, se pensarmos no que acontece
quando há uma tempestade,
quando há uma tempestade,
01:34
if the storm surge
first has to hit miles of these reefs,
first has to hit miles of these reefs,
32
82662
4176
se a tempestade atingir primeiro
estes quilómetros de recifes,
estes quilómetros de recifes,
01:38
the coast behind it
is going to be protected.
is going to be protected.
33
86862
2102
eles mantêm a costa protegida.
01:40
So they're really quite influential.
34
88988
2477
Portanto, são muito influentes.
01:43
If you've been to any rocky beach
pretty much anywhere in the world,
pretty much anywhere in the world,
35
91870
3207
Se chegarem a qualquer praia rochosa
em qualquer parte do mundo,
em qualquer parte do mundo,
01:47
you're probably familiar
with what barnacles look like.
with what barnacles look like.
36
95101
2655
provavelmente conhecem
o aspeto das cracas.
o aspeto das cracas.
01:49
What these animals do --
37
97780
1151
Estes animais
01:50
and there's many others,
these are just three of them --
these are just three of them --
38
98955
2722
— e muitos outros,
estes são apenas três —
estes são apenas três —
01:53
is they make adhesives,
39
101701
1150
fabricam colas,
01:54
they stick to each other,
they stick to the rocks
they stick to the rocks
40
102875
2389
colam-se uns aos outros,
colam-se às rochas
colam-se às rochas
e criam comunidades.
01:57
and they build communities,
and by doing this,
and by doing this,
41
105288
2144
Ao fazerem isso, obtêm
muitas vantagens de sobrevivência.
muitas vantagens de sobrevivência.
01:59
there's a lot of survival
advantages they get.
advantages they get.
42
107456
2223
02:01
So one of them is that just any individual
is subjected to less of the turbulence
is subjected to less of the turbulence
43
109703
5667
Uma delas é que qualquer indivíduo
está menos sujeito à turbulência
está menos sujeito à turbulência
02:07
and all the damaging features
that can happen from that environment.
that can happen from that environment.
44
115394
3818
e a todas as condições prejudiciais
que podem advir desse ambiente.
que podem advir desse ambiente.
02:11
So they're all hunkered down there.
45
119236
1668
Assim, estão ali todos aninhados.
02:12
Then, also, there's a safety
in numbers thing,
in numbers thing,
46
120928
2866
Também há uma questão de segurança
02:15
because it also helps you
keep away the predators,
keep away the predators,
47
123818
3628
porque ajuda-os a manterem
os predadores afastados.
os predadores afastados.
02:19
because if, say, a seagull
wants to pick you up and eat you,
wants to pick you up and eat you,
48
127470
2814
Se uma gaivota
quiser apanhar um e comê-lo,
quiser apanhar um e comê-lo,
tem mais dificuldade
se eles estiverem todos juntos.
se eles estiverem todos juntos.
02:22
it's more difficult for the seagull
if they're all stuck together.
if they're all stuck together.
49
130308
3126
Há outra coisa que também ajuda
à eficácia reprodutiva.
à eficácia reprodutiva.
02:25
And then another thing is it also helps
with reproductive efficiency.
with reproductive efficiency.
50
133458
3302
02:28
So you can imagine
that when Mr. and Mrs. Barnacle decide,
that when Mr. and Mrs. Barnacle decide,
51
136784
3146
Podemos imaginar que, quando
o Sr. e a Sra. Craca decidem
o Sr. e a Sra. Craca decidem
02:31
"OK, it's time to have
little baby barnacles" --
little baby barnacles" --
52
139954
2386
"Ok, chegou a altura
de termos cracas bebés"
de termos cracas bebés"
02:34
I won't tell you
how they do that just yet --
how they do that just yet --
53
142364
2097
— não vou dizer
como é que eles fazem isso,
como é que eles fazem isso,
02:36
but when they decide it's time to do that,
54
144485
2885
mas, quando decidem
que é a altura de o fazerem,
que é a altura de o fazerem,
02:39
it's a lot easier and their reproductive
efficiency is higher
efficiency is higher
55
147394
2904
é muito mais fácil e a eficácia
reprodutiva é mais alta
reprodutiva é mais alta
02:42
if they're all living close together.
56
150322
2402
se viverem todos juntos.
02:44
So we want to understand
how they do this, how do they stick,
how they do this, how do they stick,
57
152748
4955
Queremos perceber como fazem isso,
como se colam uns aos outros
como se colam uns aos outros
02:49
and I can't really tell you
all the details,
all the details,
58
157727
2088
e não posso falar de todos os pormenores
porque é uma coisa que ainda
estamos a tentar perceber,
estamos a tentar perceber,
02:51
because it's something
we're still trying to figure out,
we're still trying to figure out,
59
159839
2621
02:54
but let me give you a little flavor
60
162484
1744
mas vou dar-vos uma ideia
02:56
of some of the things
that we're trying to do.
that we're trying to do.
61
164252
2233
de uma das coisas
que estamos a tentar fazer.
que estamos a tentar fazer.
02:58
This is a picture of one of the aquarium
systems we have in our lab,
systems we have in our lab,
62
166509
3476
Isto é uma foto de um dos sistemas
de aquários que temos no nosso laboratório
de aquários que temos no nosso laboratório
03:02
and everything in the image
is part of the system,
is part of the system,
63
170009
3493
e tudo o que está na foto
faz parte do sistema.
faz parte do sistema.
03:05
and so what we do is we keep --
64
173526
1695
O que fazemos é manter
03:07
and you can see in the glass tank there
in the bottom, there's a bunch of mussels,
in the bottom, there's a bunch of mussels,
65
175245
3858
— vemos no fundo do tanque de vidro
um grupo de mexilhões,
um grupo de mexilhões,
temos a água refrigerada,
temos ciclos de iluminação,
temos ciclos de iluminação,
03:11
we have the water chilled,
we have the lights cycled,
we have the lights cycled,
66
179127
2509
temos turbulência no sistema
03:13
we actually have turbulence in the system
67
181660
1954
03:15
because the animals make
more adhesives for us
more adhesives for us
68
183638
2205
porque os animais fabricam mais cola
03:17
when the water is turbulent.
69
185867
1373
quando a água está turbulenta.
03:19
So we induce them to make the adhesive,
we collect it, we study it.
we collect it, we study it.
70
187264
3421
Induzimo-los a fabricar a cola,
recolhemo-la, estudamo-la.
recolhemo-la, estudamo-la.
03:22
They're here in Indiana.
71
190709
2159
Estão aqui em Indiana.
03:24
As far as they know,
they're in Maine in February,
they're in Maine in February,
72
192892
2571
Tanto quanto sabemos,
estão no Maine, em fevereiro
estão no Maine, em fevereiro
03:27
and they seem to be pretty happy,
as far as we can tell.
as far as we can tell.
73
195487
2686
e parecem estar muito felizes,
tanto quanto podemos avaliar.
tanto quanto podemos avaliar.
03:30
And then we also work with oysters,
74
198796
2001
Também trabalhamos com ostras.
03:32
and up top, it's a photo
of a small reef in South Carolina,
of a small reef in South Carolina,
75
200821
4659
Em cima, é uma fotografia
dum pequeno recife na Carolina do Sul.
dum pequeno recife na Carolina do Sul.
03:37
and what we're most interested in
is seeing how they attach to each other,
is seeing how they attach to each other,
76
205504
3501
Estamos muito interessados em ver
como se ligam umas às outras,
como se ligam umas às outras,
como se interligam.
03:41
how they connect.
77
209029
1151
03:42
And so what you can see
in the bottom image
in the bottom image
78
210204
2103
Podemos ver, na imagem em baixo,
03:44
is there's two oysters
that are cementing to each other.
that are cementing to each other.
79
212331
2634
duas ostras a colarem-se uma à outra.
03:46
And we want to know what's in between,
80
214989
1811
Queremos saber o que está no meio,
03:48
and so a lot of times,
we'll cut them and look down,
we'll cut them and look down,
81
216824
2528
por isso, cortamo-las e observamos.
Na próxima série de imagens que temos,
03:51
and in the next series
of images we have here,
of images we have here,
82
219376
2269
vemos, em baixo,
que temos duas conchas,
que temos duas conchas,
03:53
you can see, on the bottom,
we'll have two shells,
we'll have two shells,
83
221669
2620
03:56
the shell of one animal
and the shell of another animal,
and the shell of another animal,
84
224313
2635
a concha de um animal
e a concha de outro animal
e a concha de outro animal
03:58
and the cement's in between.
85
226972
1404
e a cola está no meio.
04:00
And if you look at the image on the right,
86
228400
2039
Se olharem para a imagem da direita,
talvez consigam ver
04:02
what you can maybe see
87
230463
1151
04:03
is that there's structure
in the shell of each animal,
in the shell of each animal,
88
231638
3476
que há uma estrutura
na concha de cada animal
na concha de cada animal
mas a cola tem um aspeto diferente.
04:07
but then, the cement
actually looks different.
actually looks different.
89
235138
2182
04:09
And so we're using all sorts
of fancy biology and chemistry tools
of fancy biology and chemistry tools
90
237344
3635
Estamos a usar todo o tipo
de instrumentos de biologia e química
de instrumentos de biologia e química
04:13
to understand what's going on in there,
91
241003
1991
para perceber o que se passa ali.
04:15
and what we're finding
is the structures are different
is the structures are different
92
243018
2529
Descobrimos que as estruturas
são diferentes
são diferentes
04:17
and the chemistry is actually different,
and it's quite interesting.
and it's quite interesting.
93
245571
3661
e a química é diferente
e isso é muito interessante.
e isso é muito interessante.
04:22
And then this picture --
94
250764
1372
Depois, esta imagem
04:24
I guess let me step back
before I tell you what this is.
before I tell you what this is.
95
252160
2985
— vou voltar atrás,
antes de dizer o que isto é.
antes de dizer o que isto é.
04:27
So do you know the cartoon
"The Magic School Bus"?
"The Magic School Bus"?
96
255169
5060
Conhecem os desenhos animados
"O Autocarro Mágico?"
"O Autocarro Mágico?"
04:32
Or if you're a little bit older,
"Fantastic Voyage," right?
"Fantastic Voyage," right?
97
260253
3325
Ou, se são um pouco mais velhos,
"Viagem Fantástica"?
"Viagem Fantástica"?
04:35
And you remember,
they had these characters
they had these characters
98
263602
2136
Lembram-se de que havia
umas personagens
umas personagens
que encolhiam a níveis microscópicos
04:37
that they would shrink down
to these microscopic levels,
to these microscopic levels,
99
265762
2730
e depois andavam num turbilhão
04:40
and then they would sort of swirl in
100
268516
1754
04:42
and swim around and fly around
all these biological structures?
all these biological structures?
101
270294
3024
e nadavam e voavam
em volta daquelas estruturas biológicas?
em volta daquelas estruturas biológicas?
04:45
I think of this as like that,
except for it's real, in this case.
except for it's real, in this case.
102
273342
3774
Eu penso nisto do mesmo modo,
exceto que, neste caso, é real.
exceto que, neste caso, é real.
04:49
And so what we did is we have
two oysters that are stuck together,
two oysters that are stuck together,
103
277140
4785
Temos duas ostras que estão ligadas
04:53
and this area used to be
completely filled in with the cement,
completely filled in with the cement,
104
281949
3182
e esta área estava totalmente
coberta de cola.
coberta de cola.
04:57
and what we're finding is that the cement
has lots of different components in there,
has lots of different components in there,
105
285155
3954
Descobrimos que a cola
tem muitos componentes diferentes,
tem muitos componentes diferentes,
05:01
but broadly speaking,
there are hard, non-sticky parts
there are hard, non-sticky parts
106
289133
3023
mas, falando em termos gerais,
há partes duras, não são pegajosas
há partes duras, não são pegajosas
05:04
and there are soft, sticky parts,
107
292180
1573
e há partes macias, pegajosas.
05:05
and what we did is we removed
the non-sticky parts selectively
the non-sticky parts selectively
108
293777
3228
Removemos as partes não pegajosas,
seletivamente,
seletivamente,
05:09
to see what's left for what's actually
attaching the animals,
attaching the animals,
109
297029
3910
para vermos o que restava
para o que ligava os animais
para o que ligava os animais
05:12
and what we got is this, and we can see
there's this sticky adhesive
there's this sticky adhesive
110
300963
3449
e obtivemos isto, vemos
que é uma cola pegajosa
que é uma cola pegajosa
05:16
that's holding them together.
111
304436
1407
que as está a manter unidas.
05:17
And I just think it's a really cool image,
112
305867
2021
Acho que esta é uma imagem muito gira
05:19
because you can imagine yourself flying in
and going back there.
and going back there.
113
307912
3062
porque podemos imaginar-nos
a voar e a andar por ali.
a voar e a andar por ali.
Estas são algumas das coisas
que estamos a fazer para perceber
que estamos a fazer para perceber
05:22
Anyways, those are some of the things
we're doing to understand
we're doing to understand
114
310998
3065
como a biologia marinha
está a fazer estes materiais.
está a fazer estes materiais.
05:26
how marine biology
is making these materials.
is making these materials.
115
314087
2563
05:28
And from a fundamental perspective,
it's really exciting to learn.
it's really exciting to learn.
116
316674
3352
Segundo uma perspetiva,
é entusiasmante aprender.
é entusiasmante aprender.
Mas o que é que queremos fazer
com estas informações?
com estas informações?
05:32
But what we do want
to do with this information?
to do with this information?
117
320050
2476
05:34
Well, there's a lot
of technological applications
of technological applications
118
322550
2309
Há muitas aplicações tecnológicas
se conseguirmos perceber
o que os animais estão a fazer.
o que os animais estão a fazer.
05:36
if we can harness
what the animals are doing.
what the animals are doing.
119
324883
2563
05:39
So let me give you one example.
120
327470
1619
Vou dar-vos um exemplo.
05:41
So imagine you're at home
121
329113
2080
Imaginem que estão em casa
05:43
and you break your favorite figurine
or a mug or something like that?
or a mug or something like that?
122
331217
3722
e partem a vossa estatueta preferida
ou uma caneca ou outra coisa qualquer.
ou uma caneca ou outra coisa qualquer.
05:46
You want to put it back together.
123
334963
1712
Querem colar aquilo.
05:48
So where do you go?
124
336699
1221
Onde é que vão?
05:49
You go to my favorite place in town,
125
337944
2205
Vão ao meu local preferido
05:52
which is the glue aisle
of the hardware store.
of the hardware store.
126
340173
2848
que é o corredor das colas
da loja de ferramentas.
da loja de ferramentas.
05:55
I know where you spend your nights,
127
343045
2080
Eu sei onde vocês passam as noites,
05:57
because you're all hip,
cool people, because you're here,
cool people, because you're here,
128
345149
2745
porque vocês são modernos,
porque estão aqui,
vão a bares e a concertos
vão a bares e a concertos
05:59
and you're going to the bars
and concerts --
and concerts --
129
347918
2134
— é o que eu faço todas as noites.
06:02
this is where I hang out every night.
130
350076
1762
06:03
So anyways, so what I want you to do
131
351862
1740
O que quero que façam
06:05
is get one of every adhesive
that's on the shelf,
that's on the shelf,
132
353626
2977
é que tirem da prateleira
uma embalagem de todas as colas
uma embalagem de todas as colas
06:08
bring it home,
133
356627
1151
e as levem para casa.
06:09
but before you try
to put things back together,
to put things back together,
134
357802
2784
Mas, antes de tentarem colar as coisas,
06:12
I want you to try to do it
in a bucket of water.
in a bucket of water.
135
360610
2824
experimentem fazê-lo
dentro de um balde com água.
dentro de um balde com água.
Não vão funcionar, pois não?
Claro que não.
Claro que não.
06:15
It's not going to work, right?
We all know this.
We all know this.
136
363458
2309
06:17
So obviously, marine biology
has solved this,
has solved this,
137
365791
2098
Obviamente, a biologia marinha
resolveu o problema.
resolveu o problema.
06:19
so what we need to do is figure out
ways to be able to copy this ourselves.
ways to be able to copy this ourselves.
138
367913
4591
Precisamos, pois, de perceber
uma forma de copiarmos isso.
uma forma de copiarmos isso.
06:24
And one of the issues here is,
139
372528
1929
Um dos problemas
06:26
you can't just go and get
the materials from the beach,
the materials from the beach,
140
374481
2651
é que não podemos ir buscar
os materiais à praia,
os materiais à praia,
porque se formos buscar
uns quantos mexilhões
uns quantos mexilhões
06:29
because if you get a bunch of mussels
141
377156
1762
06:30
and try to milk them for their adhesive,
142
378942
1912
e tentarmos retirar-lhes a cola
06:32
you'll get a little bit of material,
143
380878
1763
ficamos com um pouco de material,
mas muito pouco
para fazer o que quer que seja,
para fazer o que quer que seja,
06:34
but you're never going to have enough
to do anything with,
to do anything with,
144
382665
2793
só podemos vê-lo.
06:37
just enough to see.
145
385482
1151
Precisamos de aumentar a quantidade,
idealmente do tamanho dum comboio.
idealmente do tamanho dum comboio.
06:38
We need to scale this up,
ideally maybe train car scale.
ideally maybe train car scale.
146
386657
3127
06:41
So on the top is an image
of one of the types of molecules
of one of the types of molecules
147
389808
4173
Em cima, vemos uma imagem
de um dos tipos de moléculas,
de um dos tipos de moléculas,
que os animais estão a usar
para fazer a cola.
para fazer a cola.
06:46
that the animals are using
to make their glue,
to make their glue,
148
394005
2175
06:48
and what they are is they're very long
molecules, they're called proteins,
molecules, they're called proteins,
149
396204
3547
São moléculas muito longas,
chamam-se proteínas.
chamam-se proteínas.
Estas proteínas contêm
umas partes especiais
umas partes especiais
06:51
and these proteins happen to have
some fairly unique parts in them
some fairly unique parts in them
150
399775
3231
que produzem as propriedades adesivas.
06:55
that bring about the adhesive properties.
151
403030
2836
06:57
What we want to do is take
those little parts of that chemistry,
those little parts of that chemistry,
152
405890
3001
Queremos tirar essas pequenas
partes dessa química
partes dessa química
07:00
and we want to put it
into other long molecules that we can get
into other long molecules that we can get
153
408915
3166
e queremos pô-las noutras moléculas
longas que conseguirmos obter,
longas que conseguirmos obter,
07:04
but things that we can make
on a really large scale,
on a really large scale,
154
412105
2429
mas coisas que possamos fazer
numa escala muito grande
numa escala muito grande
07:06
so you might know them
as plastics or polymers,
as plastics or polymers,
155
414558
2253
como os plásticos ou os polímeros.
07:08
and so we're sort of
simplifying what they do,
simplifying what they do,
156
416835
2237
Assim, simplificamos o que elas fazem,
pondo essa química adesiva
nestas grandes moléculas.
nestas grandes moléculas.
07:11
but then putting that adhesion chemistry
into these large molecules.
into these large molecules.
157
419096
3343
07:14
And we've developed many different
adhesive systems in doing this,
adhesive systems in doing this,
158
422463
3097
Desenvolvemos muitos sistemas
adesivos diferentes, fazendo isto
adesivos diferentes, fazendo isto
e, quando fazemos uma nova cola
que parece muito boa,
que parece muito boa,
07:17
and when you make
a new adhesive that looks pretty good,
a new adhesive that looks pretty good,
159
425584
2701
o que é que fazemos?
07:20
what do you do?
160
428309
1151
Começamos a correr
pelo laboratório, a colar coisas.
pelo laboratório, a colar coisas.
07:21
You start running around the lab,
just sticking stuff together.
just sticking stuff together.
161
429484
2967
Agarrámos num pedacinho de cola
e colámos dois pedaços de metal
e colámos dois pedaços de metal
07:24
We took a tiny bit of a glue
and glued together two pieces of metal
and glued together two pieces of metal
162
432475
3241
07:27
and we wanted to hang something from it,
163
435740
1975
e pendurámos neles uma coisa qualquer.
07:29
so we used a pot of live mussels
and thought we were very clever.
and thought we were very clever.
164
437739
3611
Usámos um balde de mexilhões vivos
e pensámos que éramos muito espertos.
e pensámos que éramos muito espertos.
07:33
(Laughs)
165
441374
1007
(Risos)
07:34
We're obviously much more
quantitative about this most often,
quantitative about this most often,
166
442405
3344
Obviamente, somos
muito mais quantitativos
muito mais quantitativos
e comparamo-la com
outras colas comerciais.
outras colas comerciais.
07:37
and so we benchmark
against commercial adhesives,
against commercial adhesives,
167
445773
2435
Na verdade, agora temos alguns materiais
mais fortes do que a supercola.
mais fortes do que a supercola.
07:40
and we actually have some materials now
that are stronger than superglue.
that are stronger than superglue.
168
448232
3895
07:44
So to me, that's really cool.
169
452151
1429
Para mim, é mesmo fantástico.
07:45
That's a good day in the lab.
It's stronger than superglue.
It's stronger than superglue.
170
453604
2937
É um bom dia no laboratório,
é mais forte que a supercola.
é mais forte que a supercola.
07:48
And here's something else that we can do.
171
456565
2157
Isto é outra coisa que podemos fazer.
07:51
So this is a tank of seawater,
172
459125
2122
Isto é um tanque com água do mar.
07:53
and then, in that syringe
is one of our adhesive formulations,
is one of our adhesive formulations,
173
461271
3802
Naquela seringa, está uma
das nossas fórmulas adesivas,
das nossas fórmulas adesivas,
07:57
and what we're doing is
we're dispensing it completely underwater,
we're dispensing it completely underwater,
174
465097
3174
e estamos a aplicá-la totalmente
debaixo de água,
debaixo de água,
08:00
on a piece of metal.
175
468295
1397
num bocado de metal.
08:01
And then, we want to make
an adhesive bond, or joint,
an adhesive bond, or joint,
176
469716
2569
Depois, queremos fazer uma colagem
por isso, agarramos noutro bocado de metal
08:04
and so we take another piece of metal
177
472309
2288
08:06
and we put it on there
and just position it.
and just position it.
178
474621
2921
e colocamo-lo aqui,
nesta posição.
nesta posição.
08:09
And you want to let it set up
for a while, give it a chance,
for a while, give it a chance,
179
477566
3696
Esperamos um bocado,
para dar-lhe uma hipótese,
para dar-lhe uma hipótese,
08:13
so we'll just put a weight
on it, nothing fancy.
on it, nothing fancy.
180
481286
2273
depois colocamos um peso nele,
nada de especial.
nada de especial.
08:15
This is a tube with lead shot
in it, nothing fancy.
in it, nothing fancy.
181
483583
3199
Isto é um tubo com chumbo lá dentro,
nada de especial.
nada de especial.
08:18
And then you let it sit for a while.
182
486806
1769
Esperamos mais um bocado.
08:20
So this has never seen air.
It's completely underwater.
It's completely underwater.
183
488599
2772
Isto nunca viu ar,
está totalmente debaixo de água.
está totalmente debaixo de água.
08:23
And you pick it up.
184
491395
1158
Agora retiramo-lo de lá.
08:24
I never know what's going to happen.
185
492577
1785
Nunca sei o que vai acontecer.
08:26
I'm always very anxious here.
186
494386
1626
Nesta altura, estou sempre nervoso.
08:28
Pick it up ...
187
496036
1150
Retiramo-lo de lá...
08:29
and it's stuck.
188
497840
1467
e está colado.
08:31
To me, this is really cool.
189
499331
1349
Para mim, é mesmo fantástico.
08:32
So we can actually get
very strong underwater adhesion.
very strong underwater adhesion.
190
500704
3775
Portanto, conseguimos obter
uma adesão muito forte, debaixo de água.
uma adesão muito forte, debaixo de água.
08:36
Possibly, it's the strongest
or at least one of the strongest
or at least one of the strongest
191
504503
2961
Possivelmente, é o adesivo debaixo de água
mais forte ou, pelo menos,
um dos mais fortes que conhecemos.
um dos mais fortes que conhecemos.
08:39
underwater adhesives
that's ever been seen.
that's ever been seen.
192
507488
2063
08:41
It's even stronger than the materials
that the animals produce,
that the animals produce,
193
509575
3435
Ainda é mais forte do que
os materiais que os animais produzem.
os materiais que os animais produzem.
Por isso, para nós,
é muito animador, é fantástico.
é muito animador, é fantástico.
08:45
so for us, it's pretty exciting.
It's pretty cool.
It's pretty cool.
194
513034
2436
08:47
So what do we want to do
with these things?
with these things?
195
515494
2325
O que é que pretendemos
fazer com estas coisas?
fazer com estas coisas?
08:49
Well, here are some products
that you're probably really familiar with.
that you're probably really familiar with.
196
517843
3334
Estes são alguns produtos que,
provavelmente, já conhecem bem.
provavelmente, já conhecem bem.
Pensem no vosso telemóvel, no portátil,
no contraplacado de muitas estruturas,
no contraplacado de muitas estruturas,
08:53
So think about your cell phone,
your laptop, plywood in most structures,
your laptop, plywood in most structures,
197
521201
5050
no interior do vosso carro, nos sapatos,
listas telefónicas, coisas dessas.
listas telefónicas, coisas dessas.
08:58
the interior of your car, shoes,
phone books, things like this.
phone books, things like this.
198
526275
3409
09:01
They're all held together with adhesives,
199
529708
2234
Todas elas estão coladas com colas
09:03
and there's two main problems
with the adhesives
with the adhesives
200
531966
2333
e há dois problemas principais
com as colas usadas nestes materiais.
com as colas usadas nestes materiais.
09:06
used in these materials.
201
534323
1286
09:07
The first one is that they're toxic.
202
535633
1819
O primeiro é que são tóxicas.
09:09
So the worst offender here is plywood.
203
537476
2554
O mais preocupante aqui é o contraplacado.
09:12
Plywood, or a lot of furniture,
or wood laminate in floors --
or wood laminate in floors --
204
540054
3920
O contraplacado, ou muitos dos móveis,
ou a madeira laminada no chão
ou a madeira laminada no chão
09:15
a main component of the adhesives
here is formaldehyde,
here is formaldehyde,
205
543998
4487
— um componente principal
da cola aqui é o formaldeído
da cola aqui é o formaldeído
talvez já tenham ouvido
falar deste composto,
falar deste composto,
09:20
and it's maybe a compound you've heard of.
206
548509
2001
09:22
It's a gas, and it's also a carcinogen,
207
550534
2877
é um gás, e também é cancerígeno.
09:25
and so we're constructing
a lot of structures from these adhesives,
a lot of structures from these adhesives,
208
553435
3541
Assim, estamos a construir
muitas estruturas com estas colas
muitas estruturas com estas colas
09:29
and we're also breathing
a lot of this carcinogen.
a lot of this carcinogen.
209
557000
2335
e também respiramos
muito deste cancerígeno.
muito deste cancerígeno.
09:31
So not good, obviously. Right?
210
559359
1854
Não é nada bom, pois não?
09:33
The other issue is that these adhesives
are all permanent.
are all permanent.
211
561237
3044
O outro problema é que estas colas
são todas permanentes.
são todas permanentes.
O que é que fazemos com os sapatos
ou com o carro ou com o portátil
ou com o carro ou com o portátil
09:36
And so what do you do with your shoes
or your car or even your laptop
or your car or even your laptop
212
564305
3321
no fim da vida deles,
quando já não os usamos mais?
quando já não os usamos mais?
09:39
at the end of life,
when you're done using it?
when you're done using it?
213
567650
2176
09:41
For the most part,
they end up in landfills.
they end up in landfills.
214
569850
2064
Na maior parte, acabam nos aterros.
09:43
And there's a lot
of precious materials in there
of precious materials in there
215
571938
2388
Há ali muitos materiais preciosos
que gostaríamos
de recuperar e de reciclar,
de recuperar e de reciclar,
09:46
we'd love to be able to get out
and recycle them.
and recycle them.
216
574350
2341
mas não é fácil fazer isso
09:48
We can't do it so easily
217
576715
1151
porque estão todos colados
permanentemente.
permanentemente.
09:49
because they're all stuck
together permanently.
together permanently.
218
577890
2245
Portanto, esta é uma abordagem
para tentar resolver estes problemas.
para tentar resolver estes problemas.
09:52
So here's one approach we're taking
to try and solve some of these problems,
to try and solve some of these problems,
219
580159
3651
09:55
and what we've done here
is we've taken another long molecule
is we've taken another long molecule
220
583834
4887
O que fizemos aqui foi
arranjar outra molécula longa
arranjar outra molécula longa
10:00
that we can actually get from corn,
221
588745
1755
que podemos obter a partir do milho,
10:02
and then into that molecule,
222
590524
1475
e nessa molécula
10:04
we've put some of the adhesion
chemistry from the mussels.
chemistry from the mussels.
223
592023
2793
pusemos parte da química
de adesão dos mexilhões.
de adesão dos mexilhões.
10:06
So because we've got the corn
and we've got the mussels,
and we've got the mussels,
224
594840
2674
Como obtivemos o milho
e obtivemos os mexilhões
e obtivemos os mexilhões
chamamos a isto
um polímero "surf -and-turf".
um polímero "surf -and-turf".
10:09
we call this our surf-and-turf polymer.
225
597538
2223
10:11
And it sticks. It sticks really well.
226
599785
2039
E cola, cola mesmo muito bem,
é muito forte
é muito forte
10:13
It's very strong.
227
601848
1270
10:15
It's also bio-based. That's nice.
228
603142
1921
Também tem uma base biológica.
É ótimo.
É ótimo.
10:17
But maybe more importantly, here,
it's also degradable,
it's also degradable,
229
605087
2825
Mas mais importante ainda,
também é degradável
também é degradável
10:19
and we can degrade it
under very mild conditions, with water.
under very mild conditions, with water.
230
607936
3072
e podemos degradá-lo em condições
muito simples, com água.
muito simples, com água.
10:23
And so what we can do
is we can set things up
is we can set things up
231
611032
2112
O que podemos fazer
é arranjar as coisas
é arranjar as coisas
10:25
and we can bond them
strongly when we want,
strongly when we want,
232
613168
2745
podemos ligá-las fortemente
quando quisermos,
quando quisermos,
10:27
but then we can also take them apart.
233
615937
2108
mas depois também as podemos desligar.
10:30
It's something we're thinking about.
234
618069
1716
É uma coisa em que estamos a pensar.
10:31
And here is a place
where a lot of us want to be.
where a lot of us want to be.
235
619809
3454
Este é um local onde
muitos de nós vamos.
muitos de nós vamos.
10:35
Well, actually, in this specific case,
this is a place we do not want to be,
this is a place we do not want to be,
236
623287
3712
Na verdade, neste caso específico,
é um local onde não queremos ir,
é um local onde não queremos ir,
mas gostávamos de substituir estas coisas.
10:39
but we'd like to replace this.
237
627023
1641
10:40
So sutures, staples, screws:
238
628688
2003
As suturas, os agrafos, os parafusos:
10:42
this is how we put you back together
if you've had some surgery or an injury.
if you've had some surgery or an injury.
239
630715
3621
é assim que consertamos as coisas
se fazemos uma cirurgia ou um ferimento.
se fazemos uma cirurgia ou um ferimento.
10:46
It's just awful. It hurts.
240
634360
1946
É terrível, dói.
10:48
In the case of the sutures,
look at how much you're making
look at how much you're making
241
636330
5151
No caso das suturas,
reparem como se fazem,
reparem como se fazem,
10:53
concentrated, mechanical stresses
as you pull things together.
as you pull things together.
242
641505
2905
uma tensão concentrada, mecânica,
quando juntamos as coisas.
quando juntamos as coisas.
10:56
You're making sites for infection.
243
644434
1761
Estamos a criar sítios para infeções,
10:58
Poke holes in healthy tissue.
It's not so good.
It's not so good.
244
646846
2390
a fazer furos em tecido saudável,
não é nada bom.
não é nada bom.
11:01
Or if you need a plate
to hold together your bones,
to hold together your bones,
245
649260
3238
Se necessitarmos de uma placa
para unir os ossos,
para unir os ossos,
11:04
look at how much healthy bone
you have to drill out
you have to drill out
246
652522
2391
é preciso perfurar osso saudável
só para manter a placa no seu lugar.
11:06
just to hold the plate in place.
247
654937
1550
11:08
So this is awful.
248
656511
1151
É terrível.
11:09
To me, it looks like these were things
devised in a medieval torture chamber,
devised in a medieval torture chamber,
249
657686
3739
Para mim, estas coisas parecem concebidas
numa câmara de tortura medieval
numa câmara de tortura medieval
mas é a nossa forma cirúrgica moderna.
11:13
but it's our modern surgical joinery.
250
661449
1782
11:15
So I'd love it if we could replace
systems like these with adhesives.
systems like these with adhesives.
251
663255
5208
Eu gostaria de substituir sistemas
como estes por colas.
como estes por colas.
11:20
We're working on this,
but this is not easy.
but this is not easy.
252
668487
2778
Estamos a trabalhar nisso,
mas não é fácil.
mas não é fácil.
11:23
So think about what you would need
for adhesives in these cases.
for adhesives in these cases.
253
671289
3055
Pensem no que seria preciso
para estas colas, nestes casos.
para estas colas, nestes casos.
11:26
So first of all, you would need
an adhesive that is going to set
an adhesive that is going to set
254
674368
3247
Primeiro, precisaríamos
de uma cola
de uma cola
11:29
in a wet environment.
255
677639
1557
que se aguente num ambiente húmido.
11:31
And if you look at the silly
little picture there,
little picture there,
256
679220
2391
Esta imagem tosca,
é só para ilustrar que o nosso corpo
é formado por uns 60% de água,
é formado por uns 60% de água,
11:33
it's just to illustrate that our bodies
are about 60 percent water,
are about 60 percent water,
257
681635
4530
portanto, é um ambiente húmido.
11:38
so it's a wet environment.
258
686189
1296
11:39
It's also to illustrate that this is why
I am a scientist and not an artist.
I am a scientist and not an artist.
259
687509
4183
Também ilustra que é por isso
que eu sou um cientista e não um artista.
que eu sou um cientista e não um artista.
11:43
I did not miss my calling at all.
260
691716
2794
Eu não me enganei na minha vocação.
11:46
So then the other requirements
you need for a good biomedical adhesive:
you need for a good biomedical adhesive:
261
694534
3573
As outras exigências para
uma boa cola biomédica:
uma boa cola biomédica:
11:50
it needs to bond strongly, of course,
262
698131
2565
precisa de colar fortemente, claro,
11:52
and it needs to not be toxic.
263
700720
1733
e precisa de não ser tóxica.
11:54
You don't want to hurt the patients.
264
702477
2324
Não queremos prejudicar os doentes.
11:56
And getting any two of those requirements
in a material is pretty easy.
in a material is pretty easy.
265
704825
3461
Obter estas duas exigências
num material é bastante fácil,
num material é bastante fácil,
12:00
It's been done many times.
But getting all three hasn't been done.
But getting all three hasn't been done.
266
708310
3161
já tem sido feito muitas vezes.
Mas obter as três, ainda não foi feito,
é muito difícil.
é muito difícil.
12:03
It's very hard.
267
711495
1151
12:04
And if you start talking to surgeons,
they get picky --
they get picky --
268
712670
2604
Se falarem com cirurgiões,
eles são intransigentes:
eles são intransigentes:
12:07
"Oh, actually I want the adhesive to set
on the same time frame as the surgery."
on the same time frame as the surgery."
269
715298
4437
"Eu quero aplicar o adesivo
na mesma altura que a cirurgia".
na mesma altura que a cirurgia".
ou "Eu quero que o adesivo se degrade
12:11
Or, "Oh, I want the adhesive to degrade
270
719759
2344
"para os tecidos do doente
possam refazer-se no local".
possam refazer-se no local".
12:14
so the patient's tissues
can remodel the site."
can remodel the site."
271
722127
2823
12:16
So this is really hard.
We're working on it.
We're working on it.
272
724974
2404
Portanto, é muito difícil.
Mas estamos a trabalhar nisso.
Mas estamos a trabalhar nisso.
12:20
This is just one image we have.
273
728466
1532
Isto é uma imagem do que temos.
12:22
So what we're doing is we're getting
all sorts of bones and skin
all sorts of bones and skin
274
730022
3031
Estamos a experimentar
todo o tipo de ossos e de pele,
todo o tipo de ossos e de pele,
12:25
and soft and hard tissue, and sometimes
we'll whack it with a hammer.
we'll whack it with a hammer.
275
733077
3396
de tecido macio e duro e, por vezes,
até lhe batemos com um martelo.
até lhe batemos com um martelo.
Habitualmente, cortamo-los
em formas precisas.
em formas precisas.
12:28
Usually, we're cutting it
in precise shapes.
in precise shapes.
276
736497
2079
Depois, voltamos a colá-las.
12:30
And then we glue them back together.
277
738600
1740
Temos obtido resultados animadores,
materiais bastante fortes,
materiais bastante fortes,
12:32
We've got some exciting results,
some strong materials,
some strong materials,
278
740364
2855
12:35
some things that look
like they're not toxic,
like they're not toxic,
279
743243
2222
coisas que não têm aspeto de tóxicas,
aguentam a humidade,
aguentam a humidade,
12:37
they set wet,
280
745489
1182
mas não vou dizer que resolvemos
o problema da adesão em humidade,
o problema da adesão em humidade,
12:38
but I'm not going to tell you
we've solved the wet adhesion problem,
we've solved the wet adhesion problem,
281
746695
3232
porque não resolvemos.
12:41
because we haven't,
282
749951
1151
Mas claro que está à nossa vista
para o futuro.
para o futuro.
12:43
but it's certainly
in our sights for the future.
in our sights for the future.
283
751126
2309
Esta é uma área em que gostaríamos
de ver as coisas evoluírem mais.
de ver as coisas evoluírem mais.
12:45
So that's one place that we'd like
to see things go farther down the road.
to see things go farther down the road.
284
753459
4326
12:49
And there are a lot of other places, too,
you can imagine we might be better off
you can imagine we might be better off
285
757809
3762
E há muitas outras áreas também
em que podemos melhorar
em que podemos melhorar
se conseguirmos obter mais colas.
12:53
if we could get more adhesives in there.
286
761595
1990
Até na cosmética.
12:55
Even cosmetics.
287
763609
1151
Se pensarem nas pessoas
que usam unhas falsas
que usam unhas falsas
12:56
So if you think about people putting on
fake nails or eyelash extensions,
fake nails or eyelash extensions,
288
764784
4975
ou pestanas postiças,
o que é que elas usam?
13:01
what do they use?
289
769783
1595
13:03
They use very toxic adhesives right now.
290
771402
2199
Usam colas muito tóxicas,
neste momento.
neste momento.
Está na altura de serem substituídas.
13:05
So it's just ripe for replacement.
291
773625
1706
13:07
That's something we'd like to do.
292
775355
1573
É uma coisa que gostaríamos de fazer.
13:08
And then there are other places too.
293
776952
1749
Depois, também há outras áreas.
13:10
So think about cars and planes.
294
778725
1577
Pensem nos carros e nos aviões.
13:12
The lighter you can make them,
295
780326
1429
Quanto mais leves eles forem,
13:13
the more fuel-efficient
they're going to be.
they're going to be.
296
781779
2111
mais eficientes em energia serão.
13:15
And so if we can get away from rivets
and get away from welding
and get away from welding
297
783914
3020
Por isso, se pudermos abandonar
os rebites e as soldaduras
os rebites e as soldaduras
e usar mais as colas,
13:18
and put more adhesives in there,
298
786958
1525
13:20
then we might be better off
299
788507
1380
eles podem melhorar
a futura geração dos transportes.
a futura geração dos transportes.
13:21
with our future generation
of transportation.
of transportation.
300
789911
2105
13:24
So for us, this all
comes back to the beach.
comes back to the beach.
301
792040
4657
Tudo isto nos leva de novo à praia.
13:28
So we look around and we wonder,
"How do these sea creatures stick?
"How do these sea creatures stick?
302
796721
3423
Olhamos à nossa volta e pensamos:
"Como é que estas criaturas se colam?
"Como é que estas criaturas se colam?
13:32
And what can we do with the technology?"
303
800168
1859
"O que é que podemos fazer
com esta tecnologia?"
com esta tecnologia?"
13:34
And I would argue that we have
really a lot of things we can still learn
really a lot of things we can still learn
304
802051
4465
Eu argumentaria que temos
muitas coisas que ainda podemos aprender
muitas coisas que ainda podemos aprender
13:38
from biology and from nature.
305
806540
1405
com a biologia e com a Natureza.
13:39
So what I would like to encourage
you all to do in the future
you all to do in the future
306
807969
3917
O que eu gostaria de vos encorajar
a fazerem no futuro é:
a fazerem no futuro é:
Ponham de lado os vossos
portáteis e telemóveis não recicláveis,
portáteis e telemóveis não recicláveis,
13:43
is put down your nonrecyclable
laptops and cell phones
laptops and cell phones
307
811910
4511
saiam a explorar o mundo natural
13:48
and go out and explore the natural world
308
816445
2000
13:50
and then start asking
some of your own questions.
some of your own questions.
309
818469
2287
e depois comecem a fazer
algumas perguntas.
algumas perguntas.
13:52
Thanks very much.
310
820780
1378
Muito obrigado.
13:54
(Applause)
311
822182
4183
(Aplausos)
ABOUT THE SPEAKER
Jonathan Wilker - Scientist, engineerJonathan Wilker explores the science and engineering happening within our oceans. He works to understand the ways that sea creatures survive and how we can adapt their technologies to create new materials.
Why you should listen
Jonathan Wilker is a professor of chemistry and materials engineering at Purdue University in West Lafayette, Indiana, US. Prior to arriving at Purdue in 1999, he received a bachelor's degree from the University of Massachusetts, Amherst, a PhD at the Massachusetts Institute of Technology and was a postdoctoral scholar at the California Institute of Technology. His research has been recognized with a Beckman Young Investigator Award, an Alfred P. Sloan Research Fellowship and a National Science Foundation Faculty Early Career Development (CAREER) Award. His teaching has also received several awards at Purdue. He is always on the lookout for new projects when at the beach or while underwater scuba diving.
Jonathan Wilker | Speaker | TED.com