TEDxPurdueU
Jonathan Wilker: What sticky sea creatures can teach us about making glue
Jonathan Wilker: Wat klevende zeedieren ons kunnen leren over het maken van lijm
Filmed:
Readability: 3.3
347,094 views
Wat als we de kleefkrachten van zeedieren zoals mosselen, oesters en zeepokken konden gebruiken, die zelfs op natte, stormachtige kusten muurvast blijven zitten? Duik met wetenschapper Jonathan Wilker in de wondere wereld van dieren die hun eigen lijm maken -- en zie een voorproefje van de verbazingwekkende dingen die we kunnen leren van hoe ze het doen.
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
Double-click the English transcript below to play the video.
00:13
So I'd like you to join me
on a field trip,
on a field trip,
0
1306
2825
Ik neem jullie mee op excursie
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
naar het strand
om te genieten van de zoute zeelucht.
00:18
and so enjoy the sea air
and the salt spray.
and the salt spray.
2
6989
2079
We gaan het water in
00:21
And let's go down to the water's edge,
3
9092
1985
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
en je voelt je heen en weer
geduwd door de golven
geduwd door de golven
waardoor je moeilijk
op je plaats kan blijven.
op je plaats kan blijven.
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
Maar kijk nu naar beneden
00:30
and what you're going to see
7
18696
1421
en je ziet
00:32
is that the rocks are covered
by all sorts of sea creatures
by all sorts of sea creatures
8
20141
3032
dat de rotsen bedekt zijn
met allerlei zeedieren
met allerlei zeedieren
00:35
that are just staying
there in place, no problem.
there in place, no problem.
9
23197
2664
die zonder problemen blijven zitten.
00:37
And it turns out
that if you want to survive
that if you want to survive
10
25885
2121
En het blijkt dat als je
00:40
in this really demanding environment,
11
28030
1763
in deze moeilijke omgeving wil overleven,
00:41
your very existence is dependent
upon your ability to make glue, actually.
upon your ability to make glue, actually.
12
29817
4761
je bestaan eigenlijk afhankelijk is
van hoe goed je lijm kan maken.
van hoe goed je lijm kan maken.
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
Ik stel jullie enkele helden
van ons verhaal voor.
van ons verhaal voor.
00:50
just a few of them.
14
38047
1151
Enkele.
00:51
So these are mussels,
15
39222
1452
Dit zijn mosselen
00:52
and you'll notice
they're covering the rocks.
they're covering the rocks.
16
40698
2341
en je ziet dat ze de rotsen bedekken.
00:55
They've made adhesives,
17
43063
1905
Ze maken lijmen
00:56
and they're sticking down on the rocks,
18
44992
1966
waardoor ze aan de rotsen kleven
00:58
and they're also sticking
to each other, actually.
to each other, actually.
19
46982
2335
en ook aan elkaar.
01:01
So they're hunkered down
together as a group.
together as a group.
20
49341
2193
Ze vormen dus samen een groep.
01:03
This is a close-up photograph
of an oyster reef,
of an oyster reef,
21
51558
2627
Dit is een close-up van een oesterrif.
01:06
and oysters, they're amazing.
22
54209
2408
En oesters, die zijn geweldig.
01:08
What they do is they cement to each other,
23
56641
3048
Ze lijmen zich aan elkaar
01:11
and they build these huge,
extensive reef systems.
extensive reef systems.
24
59713
2651
en bouwen daardoor enorme,
uitgestrekte rifsystemen.
uitgestrekte rifsystemen.
01:14
They can be kilometers long,
they can be meters deep,
they can be meters deep,
25
62388
2780
Die kunnen kilometers lang
en meters diep zijn
en meters diep zijn
en hebben misschien wel
de meest dominante invloed
de meest dominante invloed
01:17
and arguably, they're the most
dominant influence
dominant influence
26
65192
3381
01:20
on how healthy any coastal
marine ecosystem is going to be,
marine ecosystem is going to be,
27
68597
3040
op de gezondheid van mariene
ecosystemen aan de kust.
ecosystemen aan de kust.
01:23
because what they do
is they're filtering the water constantly,
is they're filtering the water constantly,
28
71661
3000
Ze filteren het water voortdurend
01:26
they're holding sand and dirt in place.
29
74685
1897
en fixeren zo zand en vuil.
01:28
Actually, other species live
inside of these reefs.
inside of these reefs.
30
76606
2953
In feite leven andere soorten
binnen deze riffen.
binnen deze riffen.
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
Als je bedenkt over wat er gebeurt
als het gaat stormen,
als het gaat stormen,
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
als de stormvloed eerst
kilometers riffen moet overbruggen,
kilometers riffen moet overbruggen,
01:38
the coast behind it
is going to be protected.
is going to be protected.
33
86862
2102
zal de kust erachter beschermd worden.
01:40
So they're really quite influential.
34
88988
2477
Dus hun invloed is behoorlijk groot.
Als je ooit ergens ter wereld
op een rotsachtig strand bent geweest,
op een rotsachtig strand bent geweest,
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
01:47
you're probably familiar
with what barnacles look like.
with what barnacles look like.
36
95101
2655
weet je waarschijnlijk
hoe zeepokken eruitzien.
hoe zeepokken eruitzien.
01:49
What these animals do --
37
97780
1151
Deze dieren --
01:50
and there's many others,
these are just three of them --
these are just three of them --
38
98955
2722
en er zijn vele anderen,
dit zijn er slechts drie --
dit zijn er slechts drie --
01:53
is they make adhesives,
39
101701
1150
ze maken lijmen,
01:54
they stick to each other,
they stick to the rocks
they stick to the rocks
40
102875
2389
ze kleven aan elkaar en aan de rotsen
en bouwen gemeenschappen
01:57
and they build communities,
and by doing this,
and by doing this,
41
105288
2144
waardoor hun overlevingskansen
een stuk beter worden.
een stuk beter worden.
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
Eén ervan is dat elk individu
minder last heeft van turbulentie
minder last heeft van turbulentie
02:07
and all the damaging features
that can happen from that environment.
that can happen from that environment.
44
115394
3818
en andere schadelijke eigenschappen
van die omgeving.
van die omgeving.
Dus hurken ze allemaal bij elkaar.
02:11
So they're all hunkered down there.
45
119236
1668
02:12
Then, also, there's a safety
in numbers thing,
in numbers thing,
46
120928
2866
Er is ook veiligheid door het aantal
02:15
because it also helps you
keep away the predators,
keep away the predators,
47
123818
3628
omdat het de roofdieren weghoudt.
Want bijvoorbeeld een meeuw
kan je moeilijker opeten,
kan je moeilijker opeten,
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
02:22
it's more difficult for the seagull
if they're all stuck together.
if they're all stuck together.
49
130308
3126
als je met z'n allen aan elkaar plakt.
Het helpt ook bij
de reproductieve efficiëntie.
de reproductieve efficiëntie.
02:25
And then another thing is it also helps
with reproductive efficiency.
with reproductive efficiency.
50
133458
3302
Je kunt je voorstellen dat wanneer
meneer en mevrouw Zeepok beslissen:
meneer en mevrouw Zeepok beslissen:
02:28
So you can imagine
that when Mr. and Mrs. Barnacle decide,
that when Mr. and Mrs. Barnacle decide,
51
136784
3146
02:31
"OK, it's time to have
little baby barnacles" --
little baby barnacles" --
52
139954
2386
"Oké, het is tijd
voor wat babyzeepokken." --
voor wat babyzeepokken." --
02:34
I won't tell you
how they do that just yet --
how they do that just yet --
53
142364
2097
Ik vertel niet hoe dat gaat --
02:36
but when they decide it's time to do that,
54
144485
2885
maar wanneer zij ertoe besluiten,
dan is het een stuk eenvoudiger
en hun reproductieve rendement hoger
en hun reproductieve rendement hoger
02:39
it's a lot easier and their reproductive
efficiency is higher
efficiency is higher
55
147394
2904
02:42
if they're all living close together.
56
150322
2402
als ze allemaal dicht bij elkaar leven.
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
We willen begrijpen hoe ze dit doen,
hoe ze blijven kleven.
hoe ze blijven kleven.
Ik zal niet in detail treden,
02:49
and I can't really tell you
all the details,
all the details,
58
157727
2088
want het is iets dat we
nog proberen uit te vissen.
nog proberen uit te vissen.
02:51
because it's something
we're still trying to figure out,
we're still trying to figure out,
59
159839
2621
Maar ik geef jullie een voorproefje
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
van een aantal dingen die we uitproberen.
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
Dit is een foto van één
van de aquaria in ons lab.
van de aquaria in ons lab.
03:02
and everything in the image
is part of the system,
is part of the system,
63
170009
3493
Alles op de foto
maakt deel uit van het systeem.
maakt deel uit van het systeem.
03:05
and so what we do is we keep --
64
173526
1695
In de glazen bak zie je op de bodem
een hoopje mosselen,
een hoopje mosselen,
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
het water koelen we,
de lichten imiteren dag en nacht,
de lichten imiteren dag en nacht,
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
er is turbulentie in het systeem
03:15
because the animals make
more adhesives for us
more adhesives for us
68
183638
2205
omdat de dieren meer lijm maken
03:17
when the water is turbulent.
69
185867
1373
als het water turbulent is.
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
We zetten ze aan om lijm te maken,
die we verzamelen en bestuderen.
die we verzamelen en bestuderen.
03:22
They're here in Indiana.
71
190709
2159
Hier zijn ze in Indiana.
03:24
As far as they know,
they're in Maine in February,
they're in Maine in February,
72
192892
2571
Voor zover zij weten,
zijn ze in Maine in februari
zijn ze in Maine in februari
03:27
and they seem to be pretty happy,
as far as we can tell.
as far as we can tell.
73
195487
2686
en ze lijken erg gelukkig
voor zover we kunnen nagaan.
voor zover we kunnen nagaan.
03:30
And then we also work with oysters,
74
198796
2001
We werken ook met oesters.
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
Bovenaan zie je een foto
van een klein rif in South Carolina.
van een klein rif in South Carolina.
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
Het meest geïnteresseerd zijn we
in hoe ze zich aan elkaar te bevestigen,
in hoe ze zich aan elkaar te bevestigen,
03:41
how they connect.
77
209029
1151
hoe ze aansluiten.
03:42
And so what you can see
in the bottom image
in the bottom image
78
210204
2103
In de onderste afbeelding zie je
dat twee oesters
zich aan elkaar lijmen.
zich aan elkaar lijmen.
03:44
is there's two oysters
that are cementing to each other.
that are cementing to each other.
79
212331
2634
Wij willen weten wat ertussen zit.
03:46
And we want to know what's in between,
80
214989
1811
en af en toe knippen we ze
van elkaar en kijken ernaar.
van elkaar en kijken ernaar.
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
03:51
and in the next series
of images we have here,
of images we have here,
82
219376
2269
Op de volgende reeks beelden
03:53
you can see, on the bottom,
we'll have two shells,
we'll have two shells,
83
221669
2620
zie je onderaan twee schelpen,
de schelp van één dier
en de schelp van een ander
en de schelp van een ander
03:56
the shell of one animal
and the shell of another animal,
and the shell of another animal,
84
224313
2635
met het cement ertussen.
03:58
and the cement's in between.
85
226972
1404
Als je kijkt
naar de afbeelding rechts,
naar de afbeelding rechts,
04:00
And if you look at the image on the right,
86
228400
2039
zie je misschien de structuur
in de schelp van elk dier,
in de schelp van elk dier,
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
maar dan ziet de cement
er eigenlijk anders uit.
er eigenlijk anders uit.
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
Dus gebruiken we allerlei
knappe biologie- en chemietechnieken
knappe biologie- en chemietechnieken
04:13
to understand what's going on in there,
91
241003
1991
om te begrijpen wat
er daar aan de hand is.
er daar aan de hand is.
04:15
and what we're finding
is the structures are different
is the structures are different
92
243018
2529
We vinden verschillende structuren
04:17
and the chemistry is actually different,
and it's quite interesting.
and it's quite interesting.
93
245571
3661
en de chemie varieert,
wat heel interessant is.
wat heel interessant is.
04:22
And then this picture --
94
250764
1372
En dan dit beeld --
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
Even een stapje terug
voordat ik jullie vertel wat het is.
voordat ik jullie vertel wat het is.
04:27
So do you know the cartoon
"The Magic School Bus"?
"The Magic School Bus"?
96
255169
5060
Ken je de cartoon ‘The Magic School Bus’?
04:32
Or if you're a little bit older,
"Fantastic Voyage," right?
"Fantastic Voyage," right?
97
260253
3325
Of als je wat ouder bent
‘Fantastic Voyage’, toch?
‘Fantastic Voyage’, toch?
04:35
And you remember,
they had these characters
they had these characters
98
263602
2136
Weet je nog, met die personnages
04:37
that they would shrink down
to these microscopic levels,
to these microscopic levels,
99
265762
2730
die ze lieten krimpen
tot op microscopisch niveau,
tot op microscopisch niveau,
04:40
and then they would sort of swirl in
100
268516
1754
en die dan rondzwierven
04:42
and swim around and fly around
all these biological structures?
all these biological structures?
101
270294
3024
en rondzwommen tussen al
die biologische structuren?
die biologische structuren?
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
Zo bekijk ik het, maar nu is het echt.
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
We namen twee
aan elkaar geplakte oesters.
aan elkaar geplakte oesters.
04:53
and this area used to be
completely filled in with the cement,
completely filled in with the cement,
104
281949
3182
Dit stukje was opgevuld met lijm
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
en we vonden dat die lijm veel
verschillende componenten bevatte,
verschillende componenten bevatte,
05:01
but broadly speaking,
there are hard, non-sticky parts
there are hard, non-sticky parts
106
289133
3023
maar in grote lijnen zijn er harde,
niet-plakkende delen
niet-plakkende delen
05:04
and there are soft, sticky parts,
107
292180
1573
en zachte, plakkende delen.
05:05
and what we did is we removed
the non-sticky parts selectively
the non-sticky parts selectively
108
293777
3228
We verwijderden selectief
de niet-plakkende delen
de niet-plakkende delen
05:09
to see what's left for what's actually
attaching the animals,
attaching the animals,
109
297029
3910
om te zien wat er overbleef
dat de dieren echt bij elkaar hield.
dat de dieren echt bij elkaar hield.
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
We kregen dit en zien dan
deze kleverige lijm
deze kleverige lijm
die hen bij elkaar houdt.
05:16
that's holding them together.
111
304436
1407
Ik hou van deze afbeelding,
05:17
And I just think it's a really cool image,
112
305867
2021
want je kunt je voorstellen
dat je erin rondzwemt.
dat je erin rondzwemt.
05:19
because you can imagine yourself flying in
and going back there.
and going back there.
113
307912
3062
Hoe dan ook zijn dat enkele dingen
die we doen om te begrijpen
die we doen om te begrijpen
05:22
Anyways, those are some of the things
we're doing to understand
we're doing to understand
114
310998
3065
05:26
how marine biology
is making these materials.
is making these materials.
115
314087
2563
hoe mariene biologie
deze materialen aanmaakt.
deze materialen aanmaakt.
05:28
And from a fundamental perspective,
it's really exciting to learn.
it's really exciting to learn.
116
316674
3352
In fundamenteel perspectief
is het echt spannend om dit te begrijpen.
is het echt spannend om dit te begrijpen.
05:32
But what we do want
to do with this information?
to do with this information?
117
320050
2476
Maar wat willen we doen
met deze informatie?
met deze informatie?
05:34
Well, there's a lot
of technological applications
of technological applications
118
322550
2309
Er zijn een hoop
technologische toepassingen
technologische toepassingen
05:36
if we can harness
what the animals are doing.
what the animals are doing.
119
324883
2563
als we kunnen benutten
wat deze dieren doen.
wat deze dieren doen.
05:39
So let me give you one example.
120
327470
1619
Ik geef een voorbeeld.
05:41
So imagine you're at home
121
329113
2080
Je breekt thuis je favoriete beeldje
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
of mok of iets dergelijks?
Je wil het repareren.
05:46
You want to put it back together.
123
334963
1712
Waar ga je heen?
05:48
So where do you go?
124
336699
1221
Naar mijn favoriete plek in de stad,
05:49
You go to my favorite place in town,
125
337944
2205
05:52
which is the glue aisle
of the hardware store.
of the hardware store.
126
340173
2848
het gangpad met lijmen in de bouwmarkt.
Ik weet waar jullie
je nachten doorbrengen,
je nachten doorbrengen,
05:55
I know where you spend your nights,
127
343045
2080
want jullie zijn hippe, coole
mensen, omdat jullie hier zijn,
mensen, omdat jullie hier zijn,
05:57
because you're all hip,
cool people, because you're here,
cool people, because you're here,
128
345149
2745
05:59
and you're going to the bars
and concerts --
and concerts --
129
347918
2134
jullie gaan naar de bars en concerten --
06:02
this is where I hang out every night.
130
350076
1762
maar daar hang ik elke avond rond.
06:03
So anyways, so what I want you to do
131
351862
1740
Nu moet je één exemplaar
06:05
is get one of every adhesive
that's on the shelf,
that's on the shelf,
132
353626
2977
van elke lijm op dat rek meenemen,
06:08
bring it home,
133
356627
1151
maar voordat je probeert om de dingen
weer in elkaar te zetten,
weer in elkaar te zetten,
06:09
but before you try
to put things back together,
to put things back together,
134
357802
2784
06:12
I want you to try to do it
in a bucket of water.
in a bucket of water.
135
360610
2824
wil ik dat je het uittest
in een emmer water.
in een emmer water.
06:15
It's not going to work, right?
We all know this.
We all know this.
136
363458
2309
Dat gaat niet, hé?
Dat weten we allemaal.
Dat weten we allemaal.
06:17
So obviously, marine biology
has solved this,
has solved this,
137
365791
2098
De mariene biologie heeft dit
duidelijk opgelost,
duidelijk opgelost,
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
dus moeten we erachter zien te komen
hoe we dat zelf kunnen nabootsen.
hoe we dat zelf kunnen nabootsen.
06:24
And one of the issues here is,
139
372528
1929
Een van de problemen is
06:26
you can't just go and get
the materials from the beach,
the materials from the beach,
140
374481
2651
dat je niet zomaar wat materiaal
van het strand kan halen,
van het strand kan halen,
06:29
because if you get a bunch of mussels
141
377156
1762
want als je een bos mosselen
probeert te melken voor wat lijm,
probeert te melken voor wat lijm,
06:30
and try to milk them for their adhesive,
142
378942
1912
krijg je wel wat materiaal,
06:32
you'll get a little bit of material,
143
380878
1763
maar nooit genoeg
om er iets mee te doen --
om er iets mee te doen --
06:34
but you're never going to have enough
to do anything with,
to do anything with,
144
382665
2793
net genoeg om het te bekijken.
06:37
just enough to see.
145
385482
1151
We moeten dit opschalen,
06:38
We need to scale this up,
ideally maybe train car scale.
ideally maybe train car scale.
146
386657
3127
liefst tot de schaal
van een treinwagon of zo.
van een treinwagon of zo.
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
Bovenaan zie je één
van de types moleculen
van de types moleculen
die de dieren gebruiken
om hun lijm te maken.
om hun lijm te maken.
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
Het zijn zeer lange moleculen,
ze heten eiwitten.
ze heten eiwitten.
Die eiwitten hebben vrij unieke onderdelen
06:51
and these proteins happen to have
some fairly unique parts in them
some fairly unique parts in them
150
399775
3231
die de kleverigheid veroorzaken.
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
Wij willen fragmenten met die chemie
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
inbouwen in andere lange moleculen,
07:04
but things that we can make
on a really large scale,
on a really large scale,
154
412105
2429
maar dan op grote schaal.
Je kent ze wellicht als
kunststoffen of polymeren.
kunststoffen of polymeren.
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
We doen het op een eenvoudiger
manier dan zij,
manier dan zij,
07:11
but then putting that adhesion chemistry
into these large molecules.
into these large molecules.
157
419096
3343
maar bouwen die kleefchemie in
in die grote moleculen.
in die grote moleculen.
07:14
And we've developed many different
adhesive systems in doing this,
adhesive systems in doing this,
158
422463
3097
Daarmee hebben we veel
verschillende lijmsoorten ontwikkeld,
verschillende lijmsoorten ontwikkeld,
07:17
and when you make
a new adhesive that looks pretty good,
a new adhesive that looks pretty good,
159
425584
2701
en als je een nieuwe,
geschikte lijm maakte,
geschikte lijm maakte,
wat doe je dan?
07:20
what do you do?
160
428309
1151
Je rent rond in het lab
om allerlei dingen aan elkaar te plakken.
om allerlei dingen aan elkaar te plakken.
07:21
You start running around the lab,
just sticking stuff together.
just sticking stuff together.
161
429484
2967
Hier lijmden we
twee stukken metaal aan elkaar.
twee stukken metaal aan elkaar.
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
We wilden er iets aan hangen om te testen
07:27
and we wanted to hang something from it,
163
435740
1975
en daarvoor gebruikten we
een pot levende mosselen.
een pot levende mosselen.
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
En vonden onszelf erg slim.
07:33
(Laughs)
165
441374
1007
(Lacht)
07:34
We're obviously much more
quantitative about this most often,
quantitative about this most often,
166
442405
3344
Natuurlijk werken we meestal
veel kwantitatiever
veel kwantitatiever
en vergelijken we met commerciële lijmen.
07:37
and so we benchmark
against commercial adhesives,
against commercial adhesives,
167
445773
2435
07:40
and we actually have some materials now
that are stronger than superglue.
that are stronger than superglue.
168
448232
3895
We hebben nu ook al materialen
die sterker zijn dan superlijm.
die sterker zijn dan superlijm.
07:44
So to me, that's really cool.
169
452151
1429
Dat vind ik echt cool.
07:45
That's a good day in the lab.
It's stronger than superglue.
It's stronger than superglue.
170
453604
2937
Een goede dag in het lab:
sterker dan superlijm.
sterker dan superlijm.
07:48
And here's something else that we can do.
171
456565
2157
Nog iets anders dat we kunnen.
07:51
So this is a tank of seawater,
172
459125
2122
Dit is een tank met zeewater.
07:53
and then, in that syringe
is one of our adhesive formulations,
is one of our adhesive formulations,
173
461271
3802
In die spuit zit één van
onze hechtmiddelformuleringen.
onze hechtmiddelformuleringen.
07:57
and what we're doing is
we're dispensing it completely underwater,
we're dispensing it completely underwater,
174
465097
3174
We spuiten het, helemaal onder water,
08:00
on a piece of metal.
175
468295
1397
op een stuk metaal.
08:01
And then, we want to make
an adhesive bond, or joint,
an adhesive bond, or joint,
176
469716
2569
We willen een lijmverbinding,
08:04
and so we take another piece of metal
177
472309
2288
dus nemen we een ander stuk metaal,
08:06
and we put it on there
and just position it.
and just position it.
178
474621
2921
leggen het er passend op.
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
Je wil de lijm wat laten opstijven;
08:13
so we'll just put a weight
on it, nothing fancy.
on it, nothing fancy.
180
481286
2273
we zetten er een gewicht op,
niets bijzonders.
niets bijzonders.
08:15
This is a tube with lead shot
in it, nothing fancy.
in it, nothing fancy.
181
483583
3199
Een buisje met loodhagel,
niets bijzonders.
niets bijzonders.
08:18
And then you let it sit for a while.
182
486806
1769
Laat het een tijdje staan.
08:20
So this has never seen air.
It's completely underwater.
It's completely underwater.
183
488599
2772
Dit heeft nooit lucht gezien.
Het is volledig onder water.
Het is volledig onder water.
08:23
And you pick it up.
184
491395
1158
En dan pak je het op.
08:24
I never know what's going to happen.
185
492577
1785
Ik weet nooit wat er gaat gebeuren.
08:26
I'm always very anxious here.
186
494386
1626
Altijd weer spannend.
08:28
Pick it up ...
187
496036
1150
Pak het op ...
08:29
and it's stuck.
188
497840
1467
en het zit vast.
08:31
To me, this is really cool.
189
499331
1349
Voor mij is dat echt cool.
08:32
So we can actually get
very strong underwater adhesion.
very strong underwater adhesion.
190
500704
3775
We krijgen zelfs onder water
een zeer sterke hechting.
een zeer sterke hechting.
08:36
Possibly, it's the strongest
or at least one of the strongest
or at least one of the strongest
191
504503
2961
Mogelijk is dit de sterkste
of ten minste één van de sterkste
onderwaterlijmen ooit.
onderwaterlijmen ooit.
08:39
underwater adhesives
that's ever been seen.
that's ever been seen.
192
507488
2063
Het is zelfs sterker dan
de materialen die de dieren produceren.
de materialen die de dieren produceren.
08:41
It's even stronger than the materials
that the animals produce,
that the animals produce,
193
509575
3435
Voor ons behoorlijk spannend.
Best cool.
Best cool.
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
Wat willen we nu van deze dingen?
Hier zijn een aantal producten
waar je wel vertrouwd mee zal zijn.
waar je wel vertrouwd mee zal zijn.
08:49
Well, here are some products
that you're probably really familiar with.
that you're probably really familiar with.
196
517843
3334
08:53
So think about your cell phone,
your laptop, plywood in most structures,
your laptop, plywood in most structures,
197
521201
5050
Denk aan je mobiele telefoon, laptop,
multiplex in de meeste constructies,
multiplex in de meeste constructies,
08:58
the interior of your car, shoes,
phone books, things like this.
phone books, things like this.
198
526275
3409
het interieur van je auto, schoenen,
telefoonboeken, dat soort dingen.
telefoonboeken, dat soort dingen.
09:01
They're all held together with adhesives,
199
529708
2234
Ze worden bij elkaar gehouden met lijm,
09:03
and there's two main problems
with the adhesives
with the adhesives
200
531966
2333
en er zijn twee grote problemen
met de lijm in die materialen.
09:06
used in these materials.
201
534323
1286
09:07
The first one is that they're toxic.
202
535633
1819
Ten eerste dat ze giftig zijn.
09:09
So the worst offender here is plywood.
203
537476
2554
De ergste dader hier is multiplex.
09:12
Plywood, or a lot of furniture,
or wood laminate in floors --
or wood laminate in floors --
204
540054
3920
Multiplex, veel meubilair
of houten laminaatvloeren --
of houten laminaatvloeren --
09:15
a main component of the adhesives
here is formaldehyde,
here is formaldehyde,
205
543998
4487
een belangrijke component
van de lijm is formaldehyde;
van de lijm is formaldehyde;
09:20
and it's maybe a compound you've heard of.
206
548509
2001
misschien hoorde je er al van.
09:22
It's a gas, and it's also a carcinogen,
207
550534
2877
Het is een kankerverwekkend gas
09:25
and so we're constructing
a lot of structures from these adhesives,
a lot of structures from these adhesives,
208
553435
3541
en we bouwen een heleboel
structuren met deze lijmen,
structuren met deze lijmen,
en ademen daardoor
veel kankerverwekkende stof in.
veel kankerverwekkende stof in.
09:29
and we're also breathing
a lot of this carcinogen.
a lot of this carcinogen.
209
557000
2335
09:31
So not good, obviously. Right?
210
559359
1854
Duidelijk slecht, toch?
09:33
The other issue is that these adhesives
are all permanent.
are all permanent.
211
561237
3044
Het andere probleem is
dat deze lijmen blijvend zijn.
dat deze lijmen blijvend zijn.
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
Wat doe je met je schoenen,
je auto of zelfs je laptop
je auto of zelfs je laptop
09:39
at the end of life,
when you're done using it?
when you're done using it?
213
567650
2176
als je ze afdankt?
Voor het grootste deel
eindigen ze op stortplaatsen.
eindigen ze op stortplaatsen.
09:41
For the most part,
they end up in landfills.
they end up in landfills.
214
569850
2064
09:43
And there's a lot
of precious materials in there
of precious materials in there
215
571938
2388
Er zitten veel kostbare materialen in
09:46
we'd love to be able to get out
and recycle them.
and recycle them.
216
574350
2341
die we graag zouden herwinnen en recyclen.
09:48
We can't do it so easily
217
576715
1151
Niet zo gemakkelijk
09:49
because they're all stuck
together permanently.
together permanently.
218
577890
2245
omdat alles permanent
aan elkaar is gelijmd.
aan elkaar is gelijmd.
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
Dus hiermee proberen we
enkele van deze problemen op te lossen.
enkele van deze problemen op te lossen.
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
We gingen uit van een ander lang molecuul
10:00
that we can actually get from corn,
221
588745
1755
verkregen uit maïs.
10:02
and then into that molecule,
222
590524
1475
In dat molecuul bouwden we
10:04
we've put some of the adhesion
chemistry from the mussels.
chemistry from the mussels.
223
592023
2793
wat kleefchemie van mosselen in.
10:06
So because we've got the corn
and we've got the mussels,
and we've got the mussels,
224
594840
2674
Omdat we het verkregen
van maïs en mosselen,
van maïs en mosselen,
10:09
we call this our surf-and-turf polymer.
225
597538
2223
noemen we dit
ons ‘surf-en-turf’-polymeer.
ons ‘surf-en-turf’-polymeer.
10:11
And it sticks. It sticks really well.
226
599785
2039
En het plakt.
Het plakt echt goed.
Het plakt echt goed.
10:13
It's very strong.
227
601848
1270
Het is erg sterk
en ook biologisch.
Mooi meegenomen.
Mooi meegenomen.
10:15
It's also bio-based. That's nice.
228
603142
1921
Maar misschien nog belangrijker is
dat het ook afbreekbaar is.
dat het ook afbreekbaar is.
10:17
But maybe more importantly, here,
it's also degradable,
it's also degradable,
229
605087
2825
10:19
and we can degrade it
under very mild conditions, with water.
under very mild conditions, with water.
230
607936
3072
We kunnen het afbreken onder zeer
milde omstandigheden, met water.
milde omstandigheden, met water.
10:23
And so what we can do
is we can set things up
is we can set things up
231
611032
2112
Dat geeft ons de mogelijkheid
10:25
and we can bond them
strongly when we want,
strongly when we want,
232
613168
2745
om het zo sterk te binden als we willen,
maar daarna kunnen we het
ook weer uit elkaar halen.
ook weer uit elkaar halen.
10:27
but then we can also take them apart.
233
615937
2108
10:30
It's something we're thinking about.
234
618069
1716
Goed om aan te denken.
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
En hier willen wij naartoe.
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
Nou eigenlijk, in dit specifieke geval,
gaan we hier liever niet naartoe,
gaan we hier liever niet naartoe,
maar we zouden dit graag willen vervangen.
10:39
but we'd like to replace this.
237
627023
1641
10:40
So sutures, staples, screws:
238
628688
2003
Dus hechtingen, nietjes, schroeven:
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
zo zetten we je weer in elkaar
na een operatie of een blessure.
na een operatie of een blessure.
Bepaald geen pretje.
Het doet pijn.
Het doet pijn.
10:46
It's just awful. It hurts.
240
634360
1946
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
In het geval van de hechtingen:
kijk naar hoeveel geconcentreerde,
kijk naar hoeveel geconcentreerde,
mechanische spanningen je veroorzaakt
als je dingen samentrekt.
als je dingen samentrekt.
10:53
concentrated, mechanical stresses
as you pull things together.
as you pull things together.
242
641505
2905
10:56
You're making sites for infection.
243
644434
1761
Je maakt broedplaatsen voor infectie.
10:58
Poke holes in healthy tissue.
It's not so good.
It's not so good.
244
646846
2390
Je prikt gaatjes in gezond weefsel.
Echt niet zo goed.
Echt niet zo goed.
11:01
Or if you need a plate
to hold together your bones,
to hold together your bones,
245
649260
3238
Of als je je botten met een plaat
bij elkaar wilt houden,
bij elkaar wilt houden,
11:04
look at how much healthy bone
you have to drill out
you have to drill out
246
652522
2391
kijk dan hoeveel gezond bot
je moet uitboren
je moet uitboren
alleen maar om die plaat te bevestigen.
11:06
just to hold the plate in place.
247
654937
1550
11:08
So this is awful.
248
656511
1151
Echt niet leuk.
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
Voor mij lijkt dit bedacht
in een middeleeuwse martelkamer,
in een middeleeuwse martelkamer,
maar zo werkt onze moderne chirurgie.
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
Het zou leuk zijn als we die systemen
door lijm zouden kunnen vervangen.
door lijm zouden kunnen vervangen.
11:20
We're working on this,
but this is not easy.
but this is not easy.
252
668487
2778
We werken eraan,
maar het is niet gemakkelijk.
maar het is niet gemakkelijk.
11:23
So think about what you would need
for adhesives in these cases.
for adhesives in these cases.
253
671289
3055
Bedenk wat voor soort kleefstoffen
je hiervoor nodig zou hebben.
je hiervoor nodig zou hebben.
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
In de eerste plaats
moet je een lijm hebben
moet je een lijm hebben
die hecht in een vochtige omgeving.
11:29
in a wet environment.
255
677639
1557
11:31
And if you look at the silly
little picture there,
little picture there,
256
679220
2391
Dat gekke kleine plaatje daar
11:33
it's just to illustrate that our bodies
are about 60 percent water,
are about 60 percent water,
257
681635
4530
illustreert dat onze lichamen
voor ongeveer 60% uit water bestaan,
voor ongeveer 60% uit water bestaan,
dus is het een vochtige omgeving.
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
Het illustreert ook dat ik
wetenschapper en geen kunstenaar ben.
wetenschapper en geen kunstenaar ben.
11:43
I did not miss my calling at all.
260
691716
2794
Ik heb mijn roeping
helemaal niet gemist.
helemaal niet gemist.
11:46
So then the other requirements
you need for a good biomedical adhesive:
you need for a good biomedical adhesive:
261
694534
3573
Andere vereisten voor
een goede biomedische lijm zijn:
een goede biomedische lijm zijn:
11:50
it needs to bond strongly, of course,
262
698131
2565
hij moet natuurlijk sterk hechten
11:52
and it needs to not be toxic.
263
700720
1733
en niet giftig zijn.
11:54
You don't want to hurt the patients.
264
702477
2324
Onschadelijk voor de patiënt.
11:56
And getting any two of those requirements
in a material is pretty easy.
in a material is pretty easy.
265
704825
3461
Twee van die vereisten in één materiaal
krijgen, is vrij eenvoudig.
krijgen, is vrij eenvoudig.
Het is al vele malen gedaan.
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
Maar met alle drie
is het nog nooit gelukt.
is het nog nooit gelukt.
12:03
It's very hard.
267
711495
1151
Dat is heel moeilijk.
12:04
And if you start talking to surgeons,
they get picky --
they get picky --
268
712670
2604
Als je praat met chirurgen,
worden ze kieskeurig --
worden ze kieskeurig --
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
"Oh, eigenlijk wil ik dat de lijm
zich al hecht tijdens de operatie."
zich al hecht tijdens de operatie."
12:11
Or, "Oh, I want the adhesive to degrade
270
719759
2344
Of: "Oh, ik wil dat de lijm afbreekt
12:14
so the patient's tissues
can remodel the site."
can remodel the site."
271
722127
2823
zodat de weefsels van de patiënt
hun vorm herstellen."
hun vorm herstellen."
12:16
So this is really hard.
We're working on it.
We're working on it.
272
724974
2404
Dat is echt moeilijk.
We zijn er mee bezig.
We zijn er mee bezig.
12:20
This is just one image we have.
273
728466
1532
Dit is slechts één foto ervan.
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
We hebben allerlei botten en huid
en zacht en hard weefsel,
en soms slaan we er met een hamer op.
en soms slaan we er met een hamer op.
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
Meestal snijden we het
tot precieze vormen.
tot precieze vormen.
12:28
Usually, we're cutting it
in precise shapes.
in precise shapes.
276
736497
2079
Dan lijmen we ze weer aan elkaar.
12:30
And then we glue them back together.
277
738600
1740
We kregen interessante resultaten,
een aantal sterke materialen,
een aantal sterke materialen,
12:32
We've got some exciting results,
some strong materials,
some strong materials,
278
740364
2855
die niet giftig lijken te zijn,
12:35
some things that look
like they're not toxic,
like they're not toxic,
279
743243
2222
die zich nat hechten,
12:37
they set wet,
280
745489
1182
maar ik ga jullie niet vertellen dat we
het natte-hechtingprobleem oplosten,
het natte-hechtingprobleem oplosten,
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
12:41
because we haven't,
282
749951
1151
want dat is niet zo.
12:43
but it's certainly
in our sights for the future.
in our sights for the future.
283
751126
2309
Maar we hebben het zeker
in het vizier voor de toekomst.
in het vizier voor de toekomst.
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
Daar zouden we graag zien
dat de dingen verder geraken.
dat de dingen verder geraken.
Ook voor andere toepassingen
kun je je voorstellen
kun je je voorstellen
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
dat we beter af zouden zijn
als we daar meer lijmen voor hadden.
12:53
if we could get more adhesives in there.
286
761595
1990
Zelfs voor cosmetica.
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
Wat denk je dat mensen gebruiken
om valse nagels
of valse wimpers te plakken?
of valse wimpers te plakken?
13:01
what do they use?
289
769783
1595
Op dit moment zeer giftige lijm.
13:03
They use very toxic adhesives right now.
290
771402
2199
13:05
So it's just ripe for replacement.
291
773625
1706
Dus gewoon rijp voor vervanging.
13:07
That's something we'd like to do.
292
775355
1573
Dat is iets wat we willen doen.
13:08
And then there are other places too.
293
776952
1749
Er zijn ook andere zaken.
13:10
So think about cars and planes.
294
778725
1577
Denk aan auto's en vliegtuigen.
13:12
The lighter you can make them,
295
780326
1429
Hoe lichter je ze kan maken,
13:13
the more fuel-efficient
they're going to be.
they're going to be.
296
781779
2111
hoe brandstofzuiniger ze worden.
13:15
And so if we can get away from rivets
and get away from welding
and get away from welding
297
783914
3020
Als we klinknagels of lassen
zouden kunnen vervangen door lijmen,
13:18
and put more adhesives in there,
298
786958
1525
13:20
then we might be better off
299
788507
1380
zou dat goed zijn
13:21
with our future generation
of transportation.
of transportation.
300
789911
2105
voor ons toekomstige vervoer.
13:24
So for us, this all
comes back to the beach.
comes back to the beach.
301
792040
4657
Dit breng ons weer terug naar het strand.
13:28
So we look around and we wonder,
"How do these sea creatures stick?
"How do these sea creatures stick?
302
796721
3423
We kijken rond en vragen ons af:
"Hoe blijven die zeedieren plakken?
"Hoe blijven die zeedieren plakken?
13:32
And what can we do with the technology?"
303
800168
1859
En wat kunnen we doen
met die technologie?"
met die technologie?"
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
Ik zou zeggen dat we echt
nog een heleboel kunnen leren
nog een heleboel kunnen leren
van de biologie en de natuur.
13:38
from biology and from nature.
305
806540
1405
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
Ik zou jullie willen aanmoedigen om
13:43
is put down your nonrecyclable
laptops and cell phones
laptops and cell phones
307
811910
4511
jullie niet-recyclebare laptops
en mobiele telefoons opzij te leggen
en mobiele telefoons opzij te leggen
en de natuurlijke wereld te gaan verkennen
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
en je eigen vragen beginnen te stellen.
13:52
Thanks very much.
310
820780
1378
Heel erg bedankt.
13:54
(Applause)
311
822182
4183
(Applaus)
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