Kad sam odjurila u srednju školu sa svojim novim Nokia telefonom,
mislila sam da upravo imam novu, najbolju zamjenu
za svoj stari ružičasti walkie-talkie.
Osim što sada, moji prijatelji i ja smo mogli slati poruke
ili pričati jedni s drugima
gdje god da smo bili, umjesto da se pretvaramo,
kao kada smo trčali po dvorištima jedni od drugih.
Sada ću biti iskrena.
Tada, nisam puno razmišljala o tome kako su ti uređaji napravljeni.
Obično su se pojavili na Božićno jutro
pa su ih možda napravili vilenjaci u Djedovoj radionici.
Dopustite mi da vam postavim pitanje.
Što mislite tko su pravi vilenjaci koji prave ove uređaje?
Ako pitam puno ljudi koje poznajem,
rekli bi da su to softverski inženjeri iz Silicijske doline
koji nose majice s kapuljačom i rade na hakiranju koda.
Ali puno toga se mora dogoditi tim uređajima
prije nego što budu spremni za bilo koju vrstu koda.
Ovi uređaji počinju na atomskoj razini.
Pa ako mene pitate,
pravi vilenjaci su kemičari.
Tako je, rekla sam kemičari.
Kemija je junak elektroničkih komunikacija.
I moj današnji cilj je uvjeriti vas
da se složite sa mnom.
OK, počnimo jednostavno
i pogledajmo unutar ovih suludo ovisnih uređaja.
Jer bez kemije,
koja je autoput informacija koje volimo,
bi bio samo vrlo skupi, sjajni uteg za papir.
Kemija omogućuje sve ove slojeve.
Krenimo od zaslona.
Što mislite kako dobijemo one sjajne i živopisne boje
koje toliko volimo?
Dobro, reći ću vam.
Postoje organski polimeri ugrađeni unutar zaslona,
koji mogu uzeti struju i pretvoriti je u plavu, crvenu i zelenu
u kojima uživamo na našim slikama.
Što ako se prebacimo na bateriju?
Sada imamo intenzivno istraživanje.
Kako polazimo od kemijskih načela tradicionalnih baterija
i uparujemo ih s novim elektrodama, velikih površina,
tako da možemo pohraniti više naboja u manjem prostoru,
kako bismo mogli napajati naše uređaje cijeli dan,
dok slikamo selfije,
bez da moramo ponovno napuniti naše baterije
ili sjediti vezani za električnu utičnicu?
Što ako krenemo na ljepila koja sve to skupa vežu,
kako bi mogao izdržati naše često korištenje?
Nakon svega, kao milenijalac,
moram izvaditi svoj telefon barem 200 puta dnevno da ga provjerim,
i u procesu, ispustiti ga dva do tri puta.
Ali koji su pravi mozgovi ovih uređaja?
Što ih pokreće da rade na način zbog kojih ih toliko volimo?
Pa, sve to ima veze s električnim sastavnicama i sklopom
koji su vezani na tiskanu ploču sklopa.
Ili možda više volite biološku metaforu --
matična ploča, možda ste čuli za to.
Sada, o tiskanoj pločici sklopa zapravo se ne govori puno.
I bit ću iskrena, ne znam zašto.
Možda zbog toga jer je najmanje seksi sloj
i skriven je ispod svih tih ostalih uglađenih slojeva.
Ali vrijeme je da konačno ovom Clark Kent sloju
damo Superman - vrijednu pohvalu kakvu zaslužuje.
I zato vam postavljam pitanje.
Što mislite što je tiskana pločica sklopa?
Pa, razmislite o metafori.
Mislite o gradu u kojem živite.
Imate sve ove točke interesa do kojih želite doći:
vaš dom, vaš posao, restorane,
nekoliko Starbucksa u svakom kvartu.
I tako gradimo ceste koje ih sve povezuju.
To je što znači tiskana pločica sklopa.
Osim što, umjesto imajući stvari poput restorana,
imamo prijemnike na čipovima,
kondenzatore, otpornike,
sve ove električne sastavnice
koje trebaju naći način da razgovaraju jedne s drugima.
I tako, što su naše ceste?
Pa, izrađujemo sitne bakrene žice.
Dakle, sljedeće pitanje je,
kako pravimo ove sitne bakrene žice?
Stvarno su malene.
Može li biti da odemo do željezarije,
pokupimo namotaj bakrene žice,
uzmemo neki rezač žice, malo odrežemo,
sve zašijemo i tada, bum -- imamo našu tiskanu ploču sklopa?
Nema šanse.
Te žice su premale za to.
I tako se moramo osloniti na našeg prijatelja: kemiju.
Sada, kemijski proces izrade tih sitnih bakrenih žica
naizgled je jednostavan.
Počinjemo s otopinom
pozitivno nabijenih bakrenih kuglica.
Tada je dodajemo na izoliranu tiskanu matičnu ploču.
I hranimo te pozitivno nabijene kuglice
negativno nabijenim elektronima
dodajući formaldehid u smjesu.
I možda se sjećate formaldehida.
Dosta izraženog mirisa,
korišten za čuvanje žaba na satu biologije.
Pa ispada da može učiniti mnogo više od samo toga.
I stvarno je ključna sastavnica
u izradi tih sitnih bakrenih žica.
Vidite, elektroni na formaldehidu imaju nagon.
Žele skočiti na one pozitivno nabijene kuglice bakra.
I to je sve zbog procesa poznatog kao redoks kemija.
I kad se to dogodi,
možemo uzeti ove pozitivno nabijene kuglice bakra
i pretvoriti ih u svijetli,
sjajni, metalik i provodljiv bakar.
I jednom kada imamo provodljiv bakar,
sada kuhamo na plin.
I možemo omogućiti da sve te električne sastavnice
razgovaraju jedna s drugom.
Zato još jednom hvala kemiji.
I pomislimo
i razmislimo koliko smo daleko dogurali s kemijom.
Jasno, u elektronskim komunikacijama,
veličina je bitna.
Pa razmislimo o tome kako možemo smanjiti naše uređaje,
tako da od našeg Zack Morris mobitela iz 1990-e možemo doći
do nečega malo elegantnijeg,
kao što su telefoni sadašnjice koji nam mogu stati u džep.
Iako, budimo realni ovdje:
apsolutno ništa ne može stati u džepove ženskih hlača,
ako možete naći par hlača koji ima džepove.
(Smijeh)
I mislim da nam kemija ne može pomoći s tim problemom.
Ali još važnije od smanjivanje stvarnog uređaja je
kako smanjiti strujni krug u njemu,
i to, smanjiti ga 100 puta,
tako da strujni krug od mikronske mjere
smanjimo sve do nanometarske mjere?
Jer, suočimo se s tim,
sada svi želimo moćnije i brže telefone.
Pa, više snage i brže zahtijeva više strujnih krugova.
Dakle, kako ćemo to učiniti?
Nije da imamo neku čarobnu elektromagnetsku zraku za smanjivanje,
kao što ju je profesor Wayne Szalinski koristio u "Draga, smanjio sam djecu"
da bi smanjio svoju djecu.
Slučajno, naravno.
Ili imamo?
Pa, zapravo, u tom području
postoji proces koji je poprilično sličan tome.
I njegovo ime je fotolitografija.
U fotolitografiji, imamo elektromagnetsko zračenje,
ili ono što obično nazivamo svjetlom,
i koristimo ga za smanjivanje nekoliko tih strujnih krugova,
kako bismo ih još više mogli strpati u zaista mali prostor.
Sada, kako ovo funkcionira?
Pa, započinjemo s podlogom
koja na sebi ima sloj osjetljiv na svjetlo.
Tada je prekrijemo maskom koja na sebi ima uzorak
finih linija i oznaka
koje će učiniti da telefon radi na način na koji mi želimo.
Tada izložimo jako svjetlo i pustimo svjetlost kroz masku,
što stvara sjenu uzorka na površini.
Sada, gdje god svjetlost može proći kroz masku,
uzrokovat će događanje kemijske reakcije.
I to će spaliti sliku tog uzorka u podlogu.
Dakle, pitanje koje sada postavljate je,
kako od spaljene slike dolazimo
do čistih finih linija i oznaka?
I za to moramo koristiti kemijsku otopinu
zvanu razvijač.
Sada, razvijač je poseban.
Ono što može učiniti je to da uzme sva neizložena područja
i selektivno ih ukloni,
ostavljajući za sobom čiste fine linije i oznake,
i učini da naši minijaturni uređaji rade.
Dakle, sada smo koristili kemiju da izradimo naše uređaje
i koristili smo je da smanjimo naše uređaje.
Dakle, vjerojatno sam vas uvjerila da je kemija pravi junak
i mogli smo završiti tamo.
(Pljesak)
Pričekajte, nismo gotovi.
Ne tako brzo.
Jer smo svi ljudi.
I kao čovjek, uvijek želim više.
I sada želim razmisliti o tome kako koristiti kemiju
da dobijem više toga iz uređaja.
Upravo sada nam govore da želimo nešto što se zove 5G,
iliti obećana peta generacija mobilnih mreža.
Sada, možda ste već čuli za 5G
u reklamama koje se počinju pojavljivati.
Ili su je možda čak neki od vas iskusili
na Zimskim olimpijskim igrama 2018.
Ono što me najviše veseli kod 5G-a
je to, kad kasnim, trčeći iz kuće da uhvatim avion,
mogu u 40 sekundi preuzeti filmove na moj uređaj
za razliku od 40 minuta.
Ali jednom kad pravi 5G bude ovdje,
bit će puno više od toga koliko filmova
možemo pohraniti na našem uređaju.
Dakle, pitanje je zašto pravi 5G nije ovdje?
I odat ću vam malu tajnu.
Prilično je lako odgovoriti.
To je jednostavno teško učiniti.
Vidite, ako koristite one tradicionalne materijale i bakar
da izradite 5G uređaje,
signal ne može dospjeti do svog krajnjeg odredišta.
Tradicionalno, koristimo stvarno grube izolacijske slojeve
koji podupiru bakrene žice.
Razmislite o čičak trakama.
Hrapavost ta dva dijela čine da se drže zajedno.
To je prilično važno ako želite imati uređaj
koji će trajati duže
nego što vam je potrebno da ga istrgate iz kutije
i počnete instalirati svoje aplikacije na njega.
Ali ta hrapavost uzrokuje problem.
Vidite, pri velikim brzinama kod 5G-a
signal mora putovati blizu te hrapavosti.
I izgubi se prije nego dođe do krajnjeg odredišta.
Razmislite o planinskom lancu.
Imate složen sustav puteva koji ide uzbrdo i preko njega,
i pokušavate doći na drugu stranu.
Slažete li se sa mnom
da bi trebalo jako puno vremena,
i vjerojatno biste se izgubili,
da morate ići gore-dolje preko svih planina,
nasuprot toga da izbušite ravan tunel
koji bi mogao ići skroz ravno?
Pa ista stvar je u našim 5G uređajima.
Ako bismo mogli ukloniti ovu hrapavost,
tada možemo poslati 5G signal
skroz ravno neprekinut.
Zvuči prilično dobro, zar ne?
Ali čekajte.
Nisam li vam upravo rekla da nam je potrebna ta hrapavost
da drži uređaj na okupu?
Ako je uklonimo, tada smo u situaciji gdje se bakar
neće lijepiti na tu podlogu.
Razmislite o izgradnji kuće od Lego kockica,
sa svim tim udubinama i izbočinama koje se drže zajedno,
u usporedbi s glatkim građevinskim blokovima.
Koji će od to dvoje imati veći strukturni integritet
kada dvogodišnjak proleti kroz dnevni boravak,
igrajući se Godzille i sruši sve okolo?
Ali ako stavimo ljepilo na te glatke blokove?
I to je ono što industrija čeka.
Čekaju da kemičari osmisle nove, glatke površine
s povećanom inherentnom adhezijom
za neke od tih bakrenih žica.
I kada riješimo taj problem,
i riješit ćemo taj problem,
i radit ćemo s fizičarima i inženjerima
da riješimo sve izazove 5G-a,
tada će broj aplikacija naglo porasti.
Pa da, imat ćemo stvari poput samovozećih automobila,
jer će sada naše mreže podataka moći podnijeti brzine
i količinu informacija potrebnu da to radi.
Ali počnimo koristiti maštu.
Mogu zamisliti odlazak u restoran s prijateljem alergičnim na kikiriki,
kako vadim telefon
i mašem njime iznad hrane
i da nam hrana kaže
vrlo važan odgovor na pitanje --
smrtonosno ili sigurno za konzumiranje?
Ili će možda naši uređaji postati toliko dobri
u obradi informacija o nama,
da će postati poput naših osobnih trenera.
I oni će znati najučinkovitiji način da bismo sagorjeli kalorije.
Znam da u studenom,
kada ću pokušati sagorjeti nešto ovih trudničkih kilograma,
htjela bih imati uređaj koji će mi reći kako to učiniti.
Stvarno ne znam drugi način da to kažem,
osim da je kemija stvarno super.
I osposobljava sve ove elektroničke uređaje.
Pa idući put kad pošaljete poruku ili uslikate selfie,
razmislite o svim tim atomima koji naporno rade
i inovacijama koje su prethodile njima.
Tko zna,
možda čak neki od vas koji slušaju ovaj govor,
možda čak na svom mobilnom uređaju,
će se odlučiti na igranje pomoćnika
Kapetanu Kemiji,
pravom junaku elektroničkih uređaja.
Hvala vam na pažnji
i hvala kemiji.
(Pljesak)