Jonathan Wilker: What sticky sea creatures can teach us about making glue
جاناتان ویلکر: آنچه که موجودات چسبنده دریایی برای ساخت چسب به ما میآموزند.
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
Double-click the English transcript below to play the video.
on a field trip,
با من همراه شوید،
and take you all to the beach
و همه شما را با خودم ببرم
and the salt spray.
و پاشش نمک لذت ببرید.
we're getting knocked around by the waves,
به ما ضربه میزنند،
to stay in place.
که در این وضعیت بمانید.
by all sorts of sea creatures
موجودات دریایی پوشانده شدهاند
there in place, no problem.
that if you want to survive
در این محیط واقعاً خشن
upon your ability to make glue, actually.
برای ساخت چسب وابسته است.
to some of the heroes of our story,
داستانمان را به شما معرفی کنم،
they're covering the rocks.
که صخرهها را پوشاندهاند.
to each other, actually.
together as a group.
گروهی به پایین خم شدهاند.
of an oyster reef,
extensive reef systems.
they can be meters deep,
و چندین متر عمق داشته باشند،
dominant influence
marine ecosystem is going to be,
is they're filtering the water constantly,
inside of these reefs.
درون این صخرهها زندگی میکنند.
what happens when a storm comes in,
که با آمدن طوفان چه اتفاقی میافتد،
first has to hit miles of these reefs,
چندین کیلومتری این صخرهها عبور کند،
is going to be protected.
pretty much anywhere in the world,
باشید که تقریباً همه جای دنیا هست،
with what barnacles look like.
که کشتیچسبها چه شکلی هستند.
these are just three of them --
و اینجا فقط سه نوع از آن را میبینید --
they stick to the rocks
and by doing this,
advantages they get.
is subjected to less of the turbulence
در معرض تلاطم کمتری واقع میشود
that can happen from that environment.
محیط اطراف بهتر حفظ میشوند.
in numbers thing,
keep away the predators,
شکارچیان دور نگه داشته شوند،
wants to pick you up and eat you,
بخواهد یکی را ببرد و بخورد،
if they're all stuck together.
کار مرغ دریایی سخت تر می شود.
with reproductive efficiency.
تولید مثل هم کمک می کند.
that when Mr. and Mrs. Barnacle decide,
تصمیمشان را بگیرند،
little baby barnacles" --
بچه کشتیچسب است» --
how they do that just yet --
چطور این کار را می کنند --
زمان انجام این کار است،
efficiency is higher
تولید مثل آنها بالاتر است
how they do this, how do they stick,
این کار را می کنند و چطور به هم میچسبند،
all the details,
تمام جزئیات را بگویم،
we're still trying to figure out,
همچنان سعی داریم بفهمیم
that we're trying to do.
تلاش داریم انجام دهیم.
systems we have in our lab,
ما در آزمایشگاهمان داریم،
is part of the system,
می دهیم نگهداری است--
in the bottom, there's a bunch of mussels,
در کف آن یک دسته صدف وجود دارند
we have the lights cycled,
و چراغها چرخهای عمل میکنند،
more adhesives for us
بیشتری میسازند
we collect it, we study it.
چسب را جمع آوری و مطالعه میکنیم.
they're in Maine in February,
در ماه فوریه در "مین" هستند،
as far as we can tell.
آنها به نظر خوشحال هستند.
of a small reef in South Carolina,
در "کارولینای جنوبی"،
is seeing how they attach to each other,
که ببینیم آنها چطور به هم چسبیدهاند،
in the bottom image
that are cementing to each other.
سیمانکاری شدهاند.
چه چیزی بین آنهاست
we'll cut them and look down,
جدا می کنیم و نگاه میکنیم،
of images we have here,
ما اینجا داریم،
we'll have two shells,
ما دو پوسته داریم،
and the shell of another animal,
پوسته ای از جانور دیگر،
in the shell of each animal,
هر جانور وجود دارد،
actually looks different.
of fancy biology and chemistry tools
و زیستشناسی استفاده میکنیم
is the structures are different
and it's quite interesting.
و این بسیار جالب است.
before I tell you what this is.
قبل از اینکه بگویم این چیست.
"The Magic School Bus"?
را می شناسید؟
"Fantastic Voyage," right?
"سفر فوقالعاده" درست است؟
they had these characters
آنها این شخصیت ها را داشتند
to these microscopic levels,
all these biological structures?
except for it's real, in this case.
اما در این مورد قضیه واقعی است.
two oysters that are stuck together,
که دو صدف چسبیده به هم را تهیه کردیم،
completely filled in with the cement,
has lots of different components in there,
ترکیبات مختلفی دارد،
there are hard, non-sticky parts
the non-sticky parts selectively
به صورت انتخابی جدا کردیم
attaching the animals,
جانوران چه چیزی باقی میماند،
there's this sticky adhesive
and going back there.
که به درون آن پرواز کرده و بر میگردیم.
we're doing to understand
که انجام میدهیم
is making these materials.
این مواد را میسازد.
it's really exciting to learn.
این موضوع واقعاً هیجانانگیز است.
to do with this information?
of technological applications
what the animals are doing.
به کنترل در آوریم.
or a mug or something like that?
لیوان سفالی یا چیزی مثل آن را شکستهاید.
of the hardware store.
cool people, because you're here,
هستید چونکه اینجا هستید،
and concerts --
that's on the shelf,
در قفسه یک نمونه بردارید،
to put things back together,
اجزا را به هم بچسبانید،
in a bucket of water.
در یک سطل آب انجام دهید.
We all know this.
همه ما این را میدانیم.
has solved this,
این مشکل را حل کرده است،
ways to be able to copy this ourselves.
میتوانیم این فرآیند را کپی کنیم.
the materials from the beach,
و این مواد را از ساحل بیاورید،
to do anything with,
با آن کاری کرد حاصل نمیشود،
ideally maybe train car scale.
در حالت ایدهآل در مقیاس واگن قطار.
of one of the types of molecules
to make their glue,
ساخت چسب استفاده میکنند،
molecules, they're called proteins,
که پروتئین نامیده میشوند،
some fairly unique parts in them
منحصر به فردی را در خود دارند
those little parts of that chemistry,
از این شیمی را برداریم،
into other long molecules that we can get
که میتوانیم بدست آوریم قرار دهیم
on a really large scale,
مقیاسی بسیار بزرگ بسازیم
as plastics or polymers,
پلاستیک یا پلیمر میشناسید،
simplifying what they do,
سادهسازی میکنیم،
into these large molecules.
به این مولکولهای بزرگ میافزاییم.
adhesive systems in doing this,
مختلفی را ساختهایم،
a new adhesive that looks pretty good,
و به ظاهر مناسب را میسازید،
just sticking stuff together.
و چیزهای مختلف را به یکدیگر میچسبانید.
and glued together two pieces of metal
و دو قطعه فلز را به هم چسباندیم
and thought we were very clever.
کردیم و فکر کردیم خیلی زرنگ هستیم.
quantitative about this most often,
بسیار حسابگر هستیم،
against commercial adhesives,
تجاری مقایسه میکنیم،
that are stronger than superglue.
که از چسب فوری قویتر هستند.
It's stronger than superglue.
که این از چسب فوری قویتر است.
is one of our adhesive formulations,
فرمولهای چسبنده ماست،
we're dispensing it completely underwater,
an adhesive bond, or joint,
and just position it.
و موقعیت آن را تنظیم میکنیم.
for a while, give it a chance,
وضعیت بماند تا شانسی داشته باشد،
on it, nothing fancy.
قرار میدهیم، چیز خاصی نیست.
in it, nothing fancy.
درون آن، چیز خاصی نیست.
It's completely underwater.
very strong underwater adhesion.
بسیار قوی زیر آب داشته باشیم.
or at least one of the strongest
لااقل یکی از قویترین
that's ever been seen.
که تا به حال دیده شده است.
that the animals produce,
جانوران تولید میکنند قویتر است،
It's pretty cool.
این عالی است.
with these things?
that you're probably really familiar with.
که احتمالاً با آنها آشنا هستید.
your laptop, plywood in most structures,
کاربردی در بیشتر سازهها
phone books, things like this.
دفترچه تلفن و چیزهایی مثل این فکر کنید.
with the adhesives
محصولات استفاده میشود
or wood laminate in floors --
یا چوب لمینت شده در کف--
here is formaldehyde,
a lot of structures from these adhesives,
با این چسبها بنا میکنیم،
a lot of this carcinogen.
سرطانزا را تنفس میکنیم.
are all permanent.
که همه این چسبها دایمی هستند.
or your car or even your laptop
when you're done using it?
they end up in landfills.
به زبالهدانی ختم میشود.
of precious materials in there
and recycle them.
استخراج و بازیافت کنیم.
together permanently.
دایمی به هم چسبیدهاند.
to try and solve some of these problems,
برای حل این مشکل به کار ببریم
is we've taken another long molecule
استفاده از مولکول بلند دیگری است
chemistry from the mussels.
از صدفها قرار دادهایم
and we've got the mussels,
و هم از صدف استفاده کردهایم
دریایی و گوشتی گذاشتهایم.
it's also degradable,
under very mild conditions, with water.
آن را با آب تخریب کنیم.
is we can set things up
strongly when we want,
قویاً به هم متصل کنیم
where a lot of us want to be.
از ما دوست داریم در آن باشیم
this is a place we do not want to be,
دوست نداریم در آن قرار بگیریم،
if you've had some surgery or an injury.
یا آسیبدیدگی اعضا را سرهم میکنیم.
look at how much you're making
چگونه پوست متراکم میشود
as you pull things together.
چه فشارهای مکانیکی اعمال میشود.
It's not so good.
این اصلاً خوب نیست.
to hold together your bones,
نیاز به پلاتین باشد،
you have to drill out
که باید سوراخ شوند
که پلاتین در محل قرار گیرد.
devised in a medieval torture chamber,
قرون وسطی میاندازد،
systems like these with adhesives.
این با چسبها جایگزین شود.
but this is not easy.
for adhesives in these cases.
در چنین مواردی به چه نیاز داریم.
an adhesive that is going to set
little picture there,
are about 60 percent water,
حدود ۶۰ درصد از بدن ما آب است،
I am a scientist and not an artist.
من یک دانشمند هستم نه یک هنرمند.
you need for a good biomedical adhesive:
یک چسب بیولوژیکی نیاز داریم:
in a material is pretty easy.
این دو نیازمندی نسبتاً آسان است.
But getting all three hasn't been done.
همزمان هر سه تابحال میسر نشده است.
they get picky --
on the same time frame as the surgery."
که در مدت جراحی سفت شود.»
can remodel the site."
موضع را بازسازی کند.»
We're working on it.
داریم روی ان کار میکنیم.
all sorts of bones and skin
we'll whack it with a hammer.
گاهی به آن با چکش ضربه میزنیم.
in precise shapes.
some strong materials,
like they're not toxic,
we've solved the wet adhesion problem,
چسب محیط مرطوب را حل کردهایم،
in our sights for the future.
to see things go farther down the road.
you can imagine we might be better off
تصور کنید نتیجه بهتری حاصل کند
در آنجا پیدا کنیم.
fake nails or eyelash extensions,
که ناخن و مژه مصنوعی استفاده میکنند،
سمی استفاده میکنند.
they're going to be.
and get away from welding
of transportation.
comes back to the beach.
"How do these sea creatures stick?
«چگونه این موجودات دریایی میچسبند؟
really a lot of things we can still learn
که هنوز میتوانیم بیاموزیم
you all to do in the future
laptops and cell phones
خود را زمین بگذارید
some of your own questions.
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