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Jonathan Wilker: What sticky sea creatures can teach us about making glue
Jonathan Wilker: O que criaturas marinhas pegajosas podem nos ensinar sobre como fazer cola
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E se pudéssemos aproveitar os poderes adesivos das criaturas marinhas como os mexilhões, ostras e as cracas, que se recusam a se mover, mesmo morando nos litorais úmidos e tempestuosos? Mergulhe no maravilhoso mundo dos animais que fazem sua própria cola e cimento com o cientista Jonathan Wilker, e observe algumas das coisas incríveis que podemos aprender com a forma como 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
Gostaria que viessem comigo
numa excursão de estudos
numa excursão de estudos
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
quero ir à praia e levar todos vocês
00:18
and so enjoy the sea air
and the salt spray.
and the salt spray.
2
6989
2079
curtir a brisa do mar e a neblina salina.
00:21
And let's go down to the water's edge,
3
9092
1985
Vamos até a beira do mar,
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
e perceberão que as ondas do mar
batem na gente,
batem na gente,
00:26
and it's really difficult
to stay in place.
to stay in place.
5
14466
2023
e é muito difícil ficar num lugar só.
00:28
But now, look down,
6
16513
2159
Mas, olhemos para baixo,
e veremos que as rochas
e veremos que as rochas
00:30
and what you're going to see
7
18696
1421
00:32
is that the rocks are covered
by all sorts of sea creatures
by all sorts of sea creatures
8
20141
3032
são cobertas por todo tipo
de criaturas marinhas
de criaturas marinhas
00:35
that are just staying
there in place, no problem.
there in place, no problem.
9
23197
2664
que ficam ali no seu lugar, sem problemas.
E acontece que se você quiser sobreviver
00:37
And it turns out
that if you want to survive
that if you want to survive
10
25885
2121
00:40
in this really demanding environment,
11
28030
1763
nesse ambiente tão exigente,
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 sua existência dependerá
da sua capacidade de fazer cola.
da sua capacidade de fazer 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
Permitam-me, portanto, apresentar
alguns dos heróis da nossa história.
alguns dos heróis da nossa história.
00:50
just a few of them.
14
38047
1151
Estes são os mexilhões,
00:51
So these are mussels,
15
39222
1452
00:52
and you'll notice
they're covering the rocks.
they're covering the rocks.
16
40698
2341
e vocês perceberão
que eles cobrem as rochas.
que eles cobrem as rochas.
00:55
They've made adhesives,
17
43063
1905
Eles fabricam adesivos naturais
e ficam colados nas rochas,
e ficam colados nas rochas,
00:56
and they're sticking down on the rocks,
18
44992
1966
00:58
and they're also sticking
to each other, actually.
to each other, actually.
19
46982
2335
e também estão colados uns aos outros.
01:01
So they're hunkered down
together as a group.
together as a group.
20
49341
2193
Ficam aninhados juntos como um grupo.
01:03
This is a close-up photograph
of an oyster reef,
of an oyster reef,
21
51558
2627
Esta é uma foto de perto
de um recife de ostras,
de um recife de ostras,
01:06
and oysters, they're amazing.
22
54209
2408
e elas são maravilhosas.
01:08
What they do is they cement to each other,
23
56641
3048
Elas se cimentam umas às outras,
01:11
and they build these huge,
extensive reef systems.
extensive reef systems.
24
59713
2651
e constroem extensos sistemas de recifes
01:14
They can be kilometers long,
they can be meters deep,
they can be meters deep,
25
62388
2780
de quilômetros de comprimento
e metros de profundidade;
e metros de profundidade;
01:17
and arguably, they're the most
dominant influence
dominant influence
26
65192
3381
possivelmente são a maior influência
01:20
on how healthy any coastal
marine ecosystem is going to be,
marine ecosystem is going to be,
27
68597
3040
sobre a saúde de um ecossistema
marinho costeiro,
marinho costeiro,
01:23
because what they do
is they're filtering the water constantly,
is they're filtering the water constantly,
28
71661
3000
porque elas filtram a água constantemente,
01:26
they're holding sand and dirt in place.
29
74685
1897
e mantêm areia e sujeira num lugar só.
01:28
Actually, other species live
inside of these reefs.
inside of these reefs.
30
76606
2953
De fato, outras espécies
moram dentro desses recifes.
moram dentro desses 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 uma tempestade vem,
quando uma tempestade vem,
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 maré da tempestade atingir
primeiro esses recifes,
primeiro esses recifes,
01:38
the coast behind it
is going to be protected.
is going to be protected.
33
86862
2102
a costa atrás estará protegida.
01:40
So they're really quite influential.
34
88988
2477
Elas são mesmo 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 já estiveram em alguma praia rochosa
em algum lugar do mundo,
em algum lugar do mundo,
01:47
you're probably familiar
with what barnacles look like.
with what barnacles look like.
36
95101
2655
provavelmente já estão
familiarizados com as cracas.
familiarizados com as cracas.
01:49
What these animals do --
37
97780
1151
Esses animais, e há muitos outros,
estes são apenas três deles, fazem cola.
estes são apenas três deles, fazem cola.
01:50
and there's many others,
these are just three of them --
these are just three of them --
38
98955
2722
01:53
is they make adhesives,
39
101701
1150
01:54
they stick to each other,
they stick to the rocks
they stick to the rocks
40
102875
2389
Eles se colam um ao outro e nas rochas
e constroem comunidades,
e constroem comunidades,
01:57
and they build communities,
and by doing this,
and by doing this,
41
105288
2144
e, com isso, obtêm vantagens
em termos de sobrevivência.
em termos 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 sujeito a menos turbulência
está sujeito a menos turbulência
02:07
and all the damaging features
that can happen from that environment.
that can happen from that environment.
44
115394
3818
e qualquer incidência negativa
que pudesse acontecer nesse ambiente.
que pudesse acontecer nesse ambiente.
02:11
So they're all hunkered down there.
45
119236
1668
Eles ficam ali juntos,
02:12
Then, also, there's a safety
in numbers thing,
in numbers thing,
46
120928
2866
e esse grande número cria segurança,
02:15
because it also helps you
keep away the predators,
keep away the predators,
47
123818
3628
pois também ajuda a afastar os predadores:
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 pegá-los e comê-los,
será mais difícil para ela
se eles estiverem todos colados.
se eles estiverem todos colados.
02:22
it's more difficult for the seagull
if they're all stuck together.
if they're all stuck together.
49
130308
3126
02:25
And then another thing is it also helps
with reproductive efficiency.
with reproductive efficiency.
50
133458
3302
E outra coisa é que também ajuda
com a eficiência reprodutiva.
com a eficiência reprodutiva.
02:28
So you can imagine
that when Mr. and Mrs. Barnacle decide,
that when Mr. and Mrs. Barnacle decide,
51
136784
3146
Podem 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
"Certo, é hora de fazer craquinhas"...
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 a vocês
como fazem isso ainda,
como fazem isso ainda,
02:36
but when they decide it's time to do that,
54
144485
2885
mas quando eles decidem
que é hora de se reproduzir,
que é hora de se reproduzir,
02:39
it's a lot easier and their reproductive
efficiency is higher
efficiency is higher
55
147394
2904
fica muito mais fácil e a eficiência
reprodutiva deles é maior
reprodutiva deles é maior
02:42
if they're all living close together.
56
150322
2402
se estiverem vivendo 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
Então, nós queremos entender
como fazem isso, como se grudam.
como fazem isso, como se grudam.
02:49
and I can't really tell you
all the details,
all the details,
58
157727
2088
Não tenho todos os detalhes, pois é algo
que ainda estamos tentando descobrir,
que ainda estamos tentando descobrir,
02:51
because it's something
we're still trying to figure out,
we're still trying to figure out,
59
159839
2621
mas vou dar uma pista de algumas coisas
que estamos tentando fazer.
que estamos tentando fazer.
02:54
but let me give you a little flavor
60
162484
1744
02:56
of some of the things
that we're trying to do.
that we're trying to do.
61
164252
2233
Este é um dos sistemas de aquários
que temos em nosso laboratório,
que temos em nosso laboratório,
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
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 imagem
faz parte do sistema.
faz parte do sistema.
03:05
and so what we do is we keep --
64
173526
1695
Podem ver no fundo do tanque de vidro
que há vários mexilhões,
que há vários mexilhões,
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
a água é gelada e temos ciclos de luz,
03:11
we have the water chilled,
we have the lights cycled,
we have the lights cycled,
66
179127
2509
03:13
we actually have turbulence in the system
67
181660
1954
de fato, aplicamos turbulência no sistema
03:15
because the animals make
more adhesives for us
more adhesives for us
68
183638
2205
pois os animais fazem mais cola para nós
quando a água é turbulenta.
quando a água é turbulenta.
03:17
when the water is turbulent.
69
185867
1373
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
Nós os induzimos a fazer cola,
nós a coletamos e estudamos.
nós a coletamos e estudamos.
03:22
They're here in Indiana.
71
190709
2159
Eles 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
mas acham que estão
em Maine, em fevereiro.
em 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 até onde sabemos, eles
parecem estar muito felizes.
parecem estar muito felizes.
03:30
And then we also work with oysters,
74
198796
2001
Nós 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
Lá em cima temos uma foto
de um pequeno recife na Carolina do Sul,
de um 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
e estamos mais interessados
em como eles se juntam e se conectam.
em como eles se juntam e se conectam.
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
Na imagem inferior podem ver
duas ostras grudadas uma à outra.
duas ostras grudadas uma à outra.
03:44
is there's two oysters
that are cementing to each other.
that are cementing to each other.
79
212331
2634
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
e muitas vezes, as separamos e observamos,
03:51
and in the next series
of images we have here,
of images we have here,
82
219376
2269
e, na próxima série
de imagens que temos aqui,
de imagens que temos aqui,
03:53
you can see, on the bottom,
we'll have two shells,
we'll have two shells,
83
221669
2620
podem ver que na parte inferior
temos duas conchas,
temos duas conchas,
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 de outro,
com a cola no meio.
com a cola no meio.
03:58
and the cement's in between.
85
226972
1404
E se observarem a imagem à direita,
04:00
And if you look at the image on the right,
86
228400
2039
04:02
what you can maybe see
87
230463
1151
talvez consigam ver que há uma estrutura
na concha de cada animal,
na concha de cada animal,
04:03
is that there's structure
in the shell of each animal,
in the shell of each animal,
88
231638
3476
04:07
but then, the cement
actually looks different.
actually looks different.
89
235138
2182
porém, a cola tem um aspeto diferente.
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 usando todas as ferramentas
biológicas e químicas possíveis
biológicas e químicas possíveis
04:13
to understand what's going on in there,
91
241003
1991
para entender o que está acontecendo ali,
04:15
and what we're finding
is the structures are different
is the structures are different
92
243018
2529
e estamos descobrindo
que as estruturas são diferentes
que as estruturas 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 é bem interessante.
e é bem interessante.
04:22
And then this picture --
94
250764
1372
E então, 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 antes que diga o que é isso.
04:27
So do you know the cartoon
"The Magic School Bus"?
"The Magic School Bus"?
96
255169
5060
Vocês conhecem o desenho animado
"O Ônibus Mágico"?
"O Ônibus Mágico"?
04:32
Or if you're a little bit older,
"Fantastic Voyage," right?
"Fantastic Voyage," right?
97
260253
3325
Ou se forem 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 eles tinham personagens
que encolhiam a níveis microscópicos,
que encolhiam a níveis microscópicos,
04:37
that they would shrink down
to these microscopic levels,
to these microscopic levels,
99
265762
2730
e eles meio que se viravam
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 por todas
essas estruturas biológicas?
essas 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 nesses termos,
exceto que é real, neste caso.
exceto que é real, neste caso.
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
Nós colocamos duas ostras grudadas juntas,
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 costumava estar cheia 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
e descobrimos que a cola
tem muitos compostos diferentes,
tem muitos compostos diferentes,
05:01
but broadly speaking,
there are hard, non-sticky parts
there are hard, non-sticky parts
106
289133
3023
em termos gerais,
há partes duras e antiaderentes
há partes duras e antiaderentes
05:04
and there are soft, sticky parts,
107
292180
1573
e há partes moles e pegajosas.
05:05
and what we did is we removed
the non-sticky parts selectively
the non-sticky parts selectively
108
293777
3228
Então, removemos seletivamente
as partes antiaderentes
as partes antiaderentes
05:09
to see what's left for what's actually
attaching the animals,
attaching the animals,
109
297029
3910
para ver o que de fato estava
grudando os animais,
grudando 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 conseguimos isso, e podemos ver que há
um adesivo pegajoso que os mantém juntos.
um adesivo pegajoso que os mantém juntos.
05:16
that's holding them together.
111
304436
1407
05:17
And I just think it's a really cool image,
112
305867
2021
É uma imagem muito legal, pois podemos
nos imaginar voando ali e voltando.
nos imaginar voando ali e voltando.
05:19
because you can imagine yourself flying in
and going back there.
and going back there.
113
307912
3062
05:22
Anyways, those are some of the things
we're doing to understand
we're doing to understand
114
310998
3065
Essas são algumas das coisas
que estamos fazendo para entender
que estamos fazendo para entender
05:26
how marine biology
is making these materials.
is making these materials.
115
314087
2563
como a biologia marinha
está fazendo esses materiais.
está fazendo esses materiais.
05:28
And from a fundamental perspective,
it's really exciting to learn.
it's really exciting to learn.
116
316674
3352
E de uma perspectiva fundamental,
é muito emocionante de aprender.
é muito emocionante de aprender.
05:32
But what we do want
to do with this information?
to do with this information?
117
320050
2476
Mas o que nós queremos
fazer com essa informação?
fazer com essa informação?
05:34
Well, there's a lot
of technological applications
of technological applications
118
322550
2309
Bem, há muitas aplicações tecnológicas
05:36
if we can harness
what the animals are doing.
what the animals are doing.
119
324883
2563
se podemos aproveitar
o que os animais estão fazendo.
o que os animais estão fazendo.
05:39
So let me give you one example.
120
327470
1619
Vou lhes dar 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 quebram seu estatueta
ou caneca favorita ou algo assim.
ou caneca favorita ou algo assim.
05:46
You want to put it back together.
123
334963
1712
Vocês vão querer consertá-la.
05:48
So where do you go?
124
336699
1221
Para onde vão?
05:49
You go to my favorite place in town,
125
337944
2205
Vocês vão ao meu lugar favorito na cidade,
05:52
which is the glue aisle
of the hardware store.
of the hardware store.
126
340173
2848
que é o corredor na loja de ferragens
onde ficam as colas.
onde ficam as colas.
05:55
I know where you spend your nights,
127
343045
2080
Eu sei o que vocês fazem à noite,
05:57
because you're all hip,
cool people, because you're here,
cool people, because you're here,
128
345149
2745
porque são pessoas bacanas,
por isso estão aqui,
por isso estão aqui,
05:59
and you're going to the bars
and concerts --
and concerts --
129
347918
2134
e vão aos bares e concertos.
06:02
this is where I hang out every night.
130
350076
1762
É ali onde passo todas minhas noites.
06:03
So anyways, so what I want you to do
131
351862
1740
Então, continuando,
06:05
is get one of every adhesive
that's on the shelf,
that's on the shelf,
132
353626
2977
quero que peguem um tubo
de cada adesivo da prateleira,
de cada adesivo da prateleira,
06:08
bring it home,
133
356627
1151
tragam-nos para casa,
06:09
but before you try
to put things back together,
to put things back together,
134
357802
2784
mas antes de tentar
consertar alguma coisa,
consertar alguma coisa,
06:12
I want you to try to do it
in a bucket of water.
in a bucket of water.
135
360610
2824
quero que tentem fazer isso
em um balde com água.
em um balde com água.
06:15
It's not going to work, right?
We all know this.
We all know this.
136
363458
2309
Não vai funcionar, certo?
Todos sabemos disso.
Todos sabemos disso.
06:17
So obviously, marine biology
has solved this,
has solved this,
137
365791
2098
Obviamente, a biologia marinha
resolveu isso.
resolveu isso.
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
Então, precisamos descobrir
a maneira de copiar isso nós mesmos.
a maneira de copiar isso nós mesmos.
06:24
And one of the issues here is,
139
372528
1929
E uma das questões aqui é
06:26
you can't just go and get
the materials from the beach,
the materials from the beach,
140
374481
2651
que não podemos apenas
pegar os materiais da praia;
pegar os materiais da praia;
06:29
because if you get a bunch of mussels
141
377156
1762
se pegarmos um monte de mexilhões
e tentarmos retirar o adesivo deles,
e tentarmos retirar o adesivo deles,
06:30
and try to milk them for their adhesive,
142
378942
1912
06:32
you'll get a little bit of material,
143
380878
1763
vamos ter muito pouco do material;
insuficiente para fazer algo com isso,
insuficiente para fazer algo com isso,
06:34
but you're never going to have enough
to do anything with,
to do anything with,
144
382665
2793
é só para observar.
06:37
just enough to see.
145
385482
1151
Precisamos aumentar a escala,
o bom seria na escala de um vagão.
o bom seria na escala de um vagão.
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
Então, a imagem acima mostra
um dos tipos de moléculas
um dos tipos de moléculas
06:46
that the animals are using
to make their glue,
to make their glue,
148
394005
2175
que os animais usam para fazer sua cola,
06:48
and what they are is they're very long
molecules, they're called proteins,
molecules, they're called proteins,
149
396204
3547
e são moléculas muito longas,
chamadas de proteínas,
chamadas de proteínas,
e elas têm partes bem singulares nelas
06:51
and these proteins happen to have
some fairly unique parts in them
some fairly unique parts in them
150
399775
3231
06:55
that bring about the adhesive properties.
151
403030
2836
que trazem as propriedades adesivas.
06:57
What we want to do is take
those little parts of that chemistry,
those little parts of that chemistry,
152
405890
3001
Nós pegamos aquelas partes dessa química,
e as juntamos com outras moléculas longas
e as juntamos com outras moléculas longas
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
que possamos fazer em grande escala,
como os plásticos ou os polímeros.
como os plásticos ou os polímeros.
07:04
but things that we can make
on a really large scale,
on a really large scale,
154
412105
2429
07:06
so you might know them
as plastics or polymers,
as plastics or polymers,
155
414558
2253
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,
07:11
but then putting that adhesion chemistry
into these large molecules.
into these large molecules.
157
419096
3343
pondo essa química de adesão
nestas grandes moléculas.
nestas grandes moléculas.
07:14
And we've developed many different
adhesive systems in doing this,
adhesive systems in doing this,
158
422463
3097
Fazendo isto, nós desenvolvemos
diferentes sistemas adesivos,
diferentes sistemas adesivos,
e quando criamos uma nova cola
que parece muito boa, o que fazemos?
que parece muito boa, o que fazemos?
07:17
and when you make
a new adhesive that looks pretty good,
a new adhesive that looks pretty good,
159
425584
2701
07:20
what do you do?
160
428309
1151
Começamos a correr pelo laboratório,
colando coisas.
colando coisas.
07:21
You start running around the lab,
just sticking stuff together.
just sticking stuff together.
161
429484
2967
Pegamos um pouquinho de cola
e colamos dois pedaços de metal
e colamos 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 penduramos algo neles,
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
usamos uma panela com mexilhões vivos
e achamos que éramos muito espertos.
e achamos que éramos muito espertos.
(Risos)
07:33
(Laughs)
165
441374
1007
07:34
We're obviously much more
quantitative about this most often,
quantitative about this most often,
166
442405
3344
Obviamente somos mais quantitativos,
07:37
and so we benchmark
against commercial adhesives,
against commercial adhesives,
167
445773
2435
então comparamos nossa cola
com adesivos comerciais.
com adesivos comerciais.
07:40
and we actually have some materials now
that are stronger than superglue.
that are stronger than superglue.
168
448232
3895
Na verdade, agora temos alguns materiais
que são mais fortes do que a supercola.
que são mais fortes do que a supercola.
07:44
So to me, that's really cool.
169
452151
1429
Para mim, isso é muito legal.
07:45
That's a good day in the lab.
It's stronger than superglue.
It's stronger than superglue.
170
453604
2937
Esse é um dia bom no laboratório:
"Mais forte do que a supercola".
"Mais forte do que a supercola".
07:48
And here's something else that we can do.
171
456565
2157
E aqui temos outra coisa
que podemos fazer.
que podemos fazer.
07:51
So this is a tank of seawater,
172
459125
2122
Isto é um tanque de 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
e naquela seringa temos uma
das nossas formulações adesivas,
das nossas formulações adesivas,
07:57
and what we're doing is
we're dispensing it completely underwater,
we're dispensing it completely underwater,
174
465097
3174
que estamos submergindo
completamente na água,
completamente na água,
08:00
on a piece of metal.
175
468295
1397
em um pedaço 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 colar
ou fazer uma junção de algo,
ou fazer uma junção de algo,
08:04
and so we take another piece of metal
177
472309
2288
então, pegamos outro pedaço de metal
08:06
and we put it on there
and just position it.
and just position it.
178
474621
2921
e o posicionamos lá.
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 até que a cola atue,
damos-lhe um tempo,
damos-lhe um tempo,
08:13
so we'll just put a weight
on it, nothing fancy.
on it, nothing fancy.
180
481286
2273
então 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
esse é um tubo com chumbo dentro.
08:18
And then you let it sit for a while.
182
486806
1769
Esperamos mais um pouco.
08:20
So this has never seen air.
It's completely underwater.
It's completely underwater.
183
488599
2772
Isto nunca viu ar,
está completamente submerso.
está completamente submerso.
08:23
And you pick it up.
184
491395
1158
E agora vou pegá-lo,
e nunca sei o que vai acontecer.
e nunca sei o que vai acontecer.
08:24
I never know what's going to happen.
185
492577
1785
08:26
I'm always very anxious here.
186
494386
1626
Fico muito nervoso neste momento.
08:28
Pick it up ...
187
496036
1150
Eu o retiro daqui.
08:29
and it's stuck.
188
497840
1467
Eles estão colados.
08:31
To me, this is really cool.
189
499331
1349
Isto é muito legal para mim.
08:32
So we can actually get
very strong underwater adhesion.
very strong underwater adhesion.
190
500704
3775
Conseguimos obter uma adesão
muito forte, debaixo da água.
muito forte, debaixo da 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, o adesivo
a prova d'água mais forte,
a prova d'água mais forte,
08:39
underwater adhesives
that's ever been seen.
that's ever been seen.
192
507488
2063
ou um dos mais fortes já visto.
08:41
It's even stronger than the materials
that the animals produce,
that the animals produce,
193
509575
3435
É ainda mais forte que os materiais
que os animais produzem.
que os animais produzem.
08:45
so for us, it's pretty exciting.
It's pretty cool.
It's pretty cool.
194
513034
2436
Para nós, é muito empolgante, muito legal.
08:47
So what do we want to do
with these things?
with these things?
195
515494
2325
Então, o que queremos
fazer com essas coisas?
fazer com essas 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
Aqui temos alguns produtos
que provavelmente já conhecem.
que provavelmente já conhecem.
08:53
So think about your cell phone,
your laptop, plywood in most structures,
your laptop, plywood in most structures,
197
521201
5050
Então pensem no seu celular, seu laptop,
no compensado na maioria das estruturas,
no compensado na maioria das estruturas,
08:58
the interior of your car, shoes,
phone books, things like this.
phone books, things like this.
198
526275
3409
o interior do seu carro, seus sapatos,
listas telefônicas, coisas assim.
listas telefônicas, coisas assim.
09:01
They're all held together with adhesives,
199
529708
2234
Todas elas estão coladas com adesivos,
09:03
and there's two main problems
with the adhesives
with the adhesives
200
531966
2333
e há dois problemas principais
com os adesivos usados nesses materiais.
com os adesivos usados nesses materiais.
09:06
used in these materials.
201
534323
1286
09:07
The first one is that they're toxic.
202
535633
1819
Primeiro: eles são tóxicos,
09:09
So the worst offender here is plywood.
203
537476
2554
sendo a madeira compensada
a pior infratora.
a pior infratora.
09:12
Plywood, or a lot of furniture,
or wood laminate in floors --
or wood laminate in floors --
204
540054
3920
Na madeira compensada, ou muitos móveis
ou nos laminados de madeira nos pisos,
ou nos laminados de madeira nos pisos,
09:15
a main component of the adhesives
here is formaldehyde,
here is formaldehyde,
205
543998
4487
um dos principais componentes
dos adesivos aqui é o formaldeído,
dos adesivos aqui é o formaldeído,
09:20
and it's maybe a compound you've heard of.
206
548509
2001
talvez tenham ouvido falar deste composto.
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
Estamos construindo muitas estruturas
com esses adesivos,
com esses adesivos,
09:29
and we're also breathing
a lot of this carcinogen.
a lot of this carcinogen.
209
557000
2335
e respirando muito desse carcinógeno.
09:31
So not good, obviously. Right?
210
559359
1854
Isso não é bom, obviamente, não é?
09:33
The other issue is that these adhesives
are all permanent.
are all permanent.
211
561237
3044
A outra questão é que esses adesivos
são todos permanentes.
são todos permanentes.
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
E o que fazemos com nossos sapatos,
com os carros ou com os laptops,
com os carros ou com os laptops,
09:39
at the end of life,
when you're done using it?
when you're done using it?
213
567650
2176
no final da vida útil deles?
09:41
For the most part,
they end up in landfills.
they end up in landfills.
214
569850
2064
Na maioria das vezes, acabam nos aterros.
E há muitos materiais preciosos ali
que gostaríamos de poder reciclar.
que gostaríamos de poder reciclar.
09:43
And there's a lot
of precious materials in there
of precious materials in there
215
571938
2388
09:46
we'd love to be able to get out
and recycle them.
and recycle them.
216
574350
2341
Porém, não é tão fácil,
porque estão colados permanentemente.
porque estão colados permanentemente.
09:48
We can't do it so easily
217
576715
1151
09:49
because they're all stuck
together permanently.
together permanently.
218
577890
2245
Por isso, criamos uma abordagem
para resolver alguns desses problemas:
para resolver alguns desses 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
nós pegamos outra molécula comprida
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 colocamos um pouco
da química de adesão dos mexilhões.
da química de adesão dos mexilhões.
10:04
we've put some of the adhesion
chemistry from the mussels.
chemistry from the mussels.
223
592023
2793
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 temos o milho e os mexilhões,
chamamos nosso polímero de "terra e mar".
chamamos nosso polímero de "terra e mar".
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 ele cola mesmo.
10:13
It's very strong.
227
601848
1270
É muito forte.
10:15
It's also bio-based. That's nice.
228
603142
1921
Também é de base biológica, o que é bom.
10:17
But maybe more importantly, here,
it's also degradable,
it's also degradable,
229
605087
2825
Mas o mais importante é
que também é degradável,
que 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 sob 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
Então, podemos montar as coisas
e colá-las fortemente quando quisermos,
e colá-las fortemente quando quisermos,
10:25
and we can bond them
strongly when we want,
strongly when we want,
232
613168
2745
10:27
but then we can also take them apart.
233
615937
2108
mas também podemos separá-las.
10:30
It's something we're thinking about.
234
618069
1716
É algo que estamos pensando.
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 lugar onde
muitos de nós queremos estar.
muitos de nós queremos estar.
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,
este é um lugar onde não queremos estar,
este é um lugar onde não queremos estar,
10:39
but we'd like to replace this.
237
627023
1641
mas gostaríamos de substituir isso.
10:40
So sutures, staples, screws:
238
628688
2003
Com suturas, grampos e 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 alguém
que sofreu uma cirurgia ou lesão.
que sofreu uma cirurgia ou lesão.
10:46
It's just awful. It hurts.
240
634360
1946
É horrível. 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,
vejam o quanto está envolvido,
vejam o quanto está envolvido,
10:53
concentrated, mechanical stresses
as you pull things together.
as you pull things together.
242
641505
2905
as tensões mecânicas
à medida que se junta tudo,
à medida que se junta tudo,
a propensão à infeções é maior,
10:56
You're making sites for infection.
243
644434
1761
fazer punções em tecidos saudáveis,
não é nada bom.
não é nada bom.
10:58
Poke holes in healthy tissue.
It's not so good.
It's not so good.
244
646846
2390
11:01
Or if you need a plate
to hold together your bones,
to hold together your bones,
245
649260
3238
Ou se precisar de uma placa
para unir seus ossos,
para unir seus ossos,
veja quanto osso saudável precisa
ser perfurado pra manter a placa no lugar.
ser perfurado pra manter a placa no lugar.
11:04
look at how much healthy bone
you have to drill out
you have to drill out
246
652522
2391
11:06
just to hold the plate in place.
247
654937
1550
Que horror.
11:08
So this is awful.
248
656511
1151
Para mim, essas coisas parecem concebidas
em uma câmara de tortura medieval,
em uma câmara de tortura medieval,
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
mas é nossa cirurgia moderna atual.
11:13
but it's our modern surgical joinery.
250
661449
1782
Gostaria que pudéssemos substituir
sistemas como esses por colas.
sistemas como esses por colas.
11:15
So I'd love it if we could replace
systems like these with adhesives.
systems like these with adhesives.
251
663255
5208
11:20
We're working on this,
but this is not easy.
but this is not easy.
252
668487
2778
Estamos trabalhando 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 em qual tipo de cola
você precisaria nesses casos.
você precisaria nesses 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 de tudo,
precisaríamos de uma cola
precisaríamos de uma cola
11:29
in a wet environment.
255
677639
1557
que atue em um ambiente úmido.
11:31
And if you look at the silly
little picture there,
little picture there,
256
679220
2391
A imagem engraçada
é só para ilustrar que o nosso corpo
é formado por 60% de água,
é formado por 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
11:38
so it's a wet environment.
258
686189
1296
é um ambiente úmido.
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
É também para ilustrar que é
por isso que sou cientista e não artista.
por isso que sou cientista e não artista.
11:43
I did not miss my calling at all.
260
691716
2794
Eu não escolhi a profissão errada.
11:46
So then the other requirements
you need for a good biomedical adhesive:
you need for a good biomedical adhesive:
261
694534
3573
Os outros requisitos que precisamos
para uma boa cola biomédica:
para uma boa cola biomédica:
11:50
it needs to bond strongly, of course,
262
698131
2565
precisa colar firmemente e ser atóxica.
11:52
and it needs to not be toxic.
263
700720
1733
11:54
You don't want to hurt the patients.
264
702477
2324
Não queremos prejudicar os pacientes.
11:56
And getting any two of those requirements
in a material is pretty easy.
in a material is pretty easy.
265
704825
3461
E cumprir dois desses requisitos
em um material é bem fácil.
em um material é bem 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 foi feito muitas vezes,
mas cumprir os três, ainda não.
mas cumprir os três, ainda não.
É muito difícil.
12:03
It's very hard.
267
711495
1151
E se conversarem com cirurgiões,
eles são exigentes:
eles são exigentes:
12:04
And if you start talking to surgeons,
they get picky --
they get picky --
268
712670
2604
"Na verdade eu quero que a cola
solidifique na hora da cirurgia".
solidifique na hora da cirurgia".
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
"Quero que o adesivo se degrade para que
os tecidos do paciente remodelem o local."
os tecidos do paciente remodelem o local."
12:11
Or, "Oh, I want the adhesive to degrade
270
719759
2344
12:14
so the patient's tissues
can remodel the site."
can remodel the site."
271
722127
2823
É realmente difícil,
mas estamos trabalhando nisso.
mas estamos trabalhando nisso.
12:16
So this is really hard.
We're working on it.
We're working on it.
272
724974
2404
12:20
This is just one image we have.
273
728466
1532
Esta 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
Pegamos todo tipo de ossos,
pele e de tecido macio e duro,
pele e de tecido macio e duro,
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
e, às vezes, batemos neles com um martelo.
12:28
Usually, we're cutting it
in precise shapes.
in precise shapes.
276
736497
2079
Geralmente, os cortamos
em formas precisas.
em formas precisas.
E depois os colamos de volta.
12:30
And then we glue them back together.
277
738600
1740
Temos obtido resultados interessantes,
materiais bem fortes,
materiais bem fortes,
12:32
We've got some exciting results,
some strong materials,
some strong materials,
278
740364
2855
que parecem ser atóxicas,
resistem à umidade,
resistem à umidade,
12:35
some things that look
like they're not toxic,
like they're not toxic,
279
743243
2222
12:37
they set wet,
280
745489
1182
mas não vou dizer que já resolvemos
o problema da adesão em umidade,
o problema da adesão em umidade,
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
pois ainda não resolvemos, mas certamente
está na nossa mira para o futuro.
está na nossa mira para o futuro.
12:41
because we haven't,
282
749951
1151
12:43
but it's certainly
in our sights for the future.
in our sights for the future.
283
751126
2309
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
Essa é uma área na que gostaríamos
de ver as coisas avançarem mais.
de ver as coisas avançarem mais.
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 também há muitas outras áreas
que podemos aprimorar se usarmos colas.
que podemos aprimorar se usarmos colas.
12:53
if we could get more adhesives in there.
286
761595
1990
Até nos cosméticos.
12:55
Even cosmetics.
287
763609
1151
12:56
So if you think about people putting on
fake nails or eyelash extensions,
fake nails or eyelash extensions,
288
764784
4975
Se pensarmos em unhas ou cílios postiços,
o que esses produtos usam?
o que esses produtos 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 atualmente.
13:05
So it's just ripe for replacement.
291
773625
1706
Está na hora de serem mudados,
e é algo que gostaríamos de fazer.
e é algo que gostaríamos de fazer.
13:07
That's something we'd like to do.
292
775355
1573
13:08
And then there are other places too.
293
776952
1749
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,
mais eficientes em energia serão.
mais eficientes em energia serão.
13:13
the more fuel-efficient
they're going to be.
they're going to be.
296
781779
2111
13:15
And so if we can get away from rivets
and get away from welding
and get away from welding
297
783914
3020
Se pudermos fugir dos rebites
e da soldagem e usar mais colas,
e da soldagem e usar mais colas,
13:18
and put more adhesives in there,
298
786958
1525
poderíamos melhorar a nossa
futura geração de transportes.
futura geração de transportes.
13:20
then we might be better off
299
788507
1380
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 para a praia de novo.
Olhamos ao redor e pensamos:
"Como essas criaturas marinhas se grudam,
"Como essas criaturas marinhas se grudam,
13:28
So we look around and we wonder,
"How do these sea creatures stick?
"How do these sea creatures stick?
302
796721
3423
13:32
And what can we do with the technology?"
303
800168
1859
e o 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 diria que temos muitas coisas
que ainda podemos aprender
que ainda podemos aprender
13:38
from biology and from nature.
305
806540
1405
da biologia e da 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 encorajar
todos vocês a fazer no futuro é:
todos vocês a fazer no futuro é:
13:43
is put down your nonrecyclable
laptops and cell phones
laptops and cell phones
307
811910
4511
guardem seus laptops
e telefones celulares não-recicláveis,
e telefones celulares não-recicláveis,
13:48
and go out and explore the natural world
308
816445
2000
saiam para explorar o mundo natural,
13:50
and then start asking
some of your own questions.
some of your own questions.
309
818469
2287
e depois comecem a fazer 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