Ideeën pitchen aan levende organismen

"Ik ben opgeleid om te ontwerpen voor levende organismen," zegt Derya Irkdas Dogu, die een MA en PhD in industrieel ontwerp heeft en momenteel doceert aan de Turkse Izmir University of Economics. "Maar ik heb nooit overwogen om met hen te werken. Dat veranderde allemaal toen ik in 2016 betrokken raakte bij een bio-designproject met bijen."

Een andere kijk op de natuur

"Ik was gefascineerd", vervolgt ze. "Je hebt veel minder controle over het proces. Je pitcht in principe je idee aan levende organismen, maar weet niet hoe ze zullen reageren. In bio-design zijn wij niet de goden; wij zijn slechts medewerkers. Dat is wat ik er zo leuk aan vind. Je kijkt met een andere blik naar de natuur."

Sindsdien heeft Derya gewerkt met mycelium, bacteriën en algen. En tijdens DDW 2021 was een project van haar te zien met de Bombyx Mori, beter bekend als de zijderups.

"Zijderupsen zijn al duizenden jaren gedomesticeerd," zegt ze. "Wanneer het tijd is om uit hun zijden cocon te komen, stoten ze een zure stof uit om zich een weg naar buiten te branden. Dit beschadigt de zijde, waardoor het onmogelijk wordt om het tot een ononderbroken draad te spinnen. Om de zijde te bewaren, wordt de cocon gekookt met de mot er nog in. Wat ik wilde doen, was onderzoeken hoe je zijde kunt produceren zonder ze te doden."

Zijden vellen maken in plaats van cocons

Wat Derya ontdekte was dat, hoewel zijderupsen genetisch gecodeerd zijn om cocons te spinnen, zij zich onmiddellijk aanpassen als je ze een andere structuur geeft dan ze gewend zijn. Een structuur die meestal bestaat uit een frame en touw. In plaats van een cocon te spinnen, produceren ze precies dezelfde hoeveelheid zijde, die ze echter gebruiken om een velachtig oppervlak te creëren, dat eruitziet als doorzichtig plastic.

"Het blad is een gesponnen oppervlak," zegt ze. "Het is net als een stof. Je kunt het wassen en wrijven, en het blijft goed; het is echt sterk. We gaan het verder testen in het lab om uit te vinden wat we er precies mee kunnen doen. Je zou er ook een draad van kunnen spinnen, wat gewoon hetzelfde zou zijn als conventioneel zijdedraad."

Derya en haar team experimenteerden met verschillende ideeën om te zien hoe de zijderupsen reageren. "We hebben bijvoorbeeld meerdere zijderupsen op een frame gezet dat 1 m lang en 30 cm breed was. Ze draaiden over het hele oppervlak, en creëerden iets dat op een zijden sjaal leek. Het is bijna als een afgewerkt product."

"Ik heb ze op talloze verschillende structuren geplaatst, en ze verbazen me elke keer weer," vervolgt ze. "Eerst bewegen ze rond om de structuur te begrijpen, en daarna beginnen ze te spinnen. Ze hebben een ingebouwd vermogen om naar het centrum te draaien. We hebben ook gemerkt dat hoe meer diepte en hoogte je ze geeft, hoe intenser ze spinnen."

Het probleem van de dakloze zijderupsen oplossen

Er is één potentieel probleem om de zijderupsen verschillende structuren te geven om hun magie op uit te oefenen: ze hebben geen cocons waarin ze kunnen veranderen in motten. Ook daar heeft Derya een oplossing voor. "Ik maak voor hen herbruikbare 3D-geprinte exemplaren met biologisch afbreekbare polymelkzuren, zodat ze een omgeving en ervaring hebben die lijkt op hun natuurlijke cyclus," zegt ze. "We identificeren het moment dat de zijderupsen klaar zijn, plaatsen ze in de geprinte cocons, en ze komen als motten tevoorschijn."

Het grootste effect van deze aanpak is natuurlijk dat de motten overleven. "We hebben een lange traditie van zijdeproductie in Turkije, vooral als familiebedrijf in de dorpen, maar die is in de loop der jaren afgenomen," zegt ze. "Vanuit cultureel oogpunt is het belangrijk dat we dit in stand houden. Maar we moesten het proces aanpassen zodat we de zijderupsen geen schade berokkenen."

Ondertussen gaat de verkenning verder. "Ik experimenteer met elliptische 3D-geprinte cocons, onregelmatige vormen, die op pinda's lijken," zegt Derya. "Ik werk ook samen met (bio)ingenieurs op universiteiten om te zien of de gesponnen zijde direct kan worden gebruikt zonder een secundair proces."

Gewoon doen

En dat is nog niet alles. "Zijderupsen kunnen een leegte voelen," vervolgt ze. "Dus als ze een kledingstuk krijgen met een gat erin, kunnen ze dat dan repareren? Hun aanpassingsvermogen is ongelooflijk. Ik heb ze niet getraind om op een ander oppervlak te spinnen, of om in een 3D-geprinte cocon te gaan en er als een mot uit te komen. Ze doen het gewoon."