-
Title:
Bagaimana cara kerja smartphone sebenarnya
-
Description:
Pernah bertanya-tanya bagaimana ponsel pintar Anda bekerja? Mari berpetualang menuju tingkat atomik dengan ilmuwan Cathy Mulzer, yang menunjukkan bagaimana hampir setiap komponen dari perangkat berdaya besar dapat ada berkat ahli kimia -- dan bukan pengusaha Silicon Valley yang muncul di benak orang. Sebagaimana dia bilang, "Kimia adalah pahlawan komunikasi elektronik"
-
Speaker:
Cathy Mulzer
-
Saat saya berjalan ke SMA
dengan ponsel Nokia saya,
-
saya merasa dapat pengganti
yang baru dan terkeren
-
dari walkie-talkie princess
warna pink punya saya.
-
Tak hanya itu, saya dan teman-teman
bisa mengobrol dan berbalas pesan
-
di mana pun kami berada,
-
bukan berpura-pura,
-
berlarian di halaman belakang rumah
masing-masing.
-
Sejujurnya,
-
dulu, saya tidak begitu peduli
bagaimana ponsel dibuat.
-
Ponsel cenderung muncul
di pagi Natal,
-
jadi mungkin ponsel dibuat oleh
peri-peri di tempat Santa.
-
-
Siapa peri pembuat perangkat
canggih ini sebenarnya?
-
Jika saya tanya ke orang-orang
yang saya kenal,
-
mereka jawab: buatan perancang perangkat
lunak berhoodie, di Silicon Valley.
-
meretas kode.
-
Banyak proses yang dilakukan
untuk perangkat ini
-
sebelum perangkatnya siap
diberi bermacam kode.
-
Perangkat ini berawal
dari tingkat atom.
-
Jika Anda bertanya
kepada saya,
-
peri sesungguhnya adalah ahli kimia.
-
Sungguh, saya katakan ahli kimia.
-
Kimia adalah pahlawan
komunikasi elektronik.
-
Dan tujuan saya saat ini
adalah untuk meyakinkan Anda
-
agar sependapat dengan saya.
-
Mari mulai dengan hal sederhana,
¶
-
lihatlah ke dalam perangkat
yang luar biasa candu ini.
-
Karena tanpa kimia,
-
sumber informasi terbesar
yang kita cintai ini,
-
hanya akan menjadi sebuah kertas tipis
mengkilap yang sangat mahal.
-
Kimia mengaktifkan
semua lapisan ini.
-
Mari kita mulai dari layar.
-
Bagaimana bisa terlihat begitu terang,
berwarna cerah
-
dan kita sangat menyukainya?
-
Saya beri tahu Anda.
-
Ada polimer organik
tertanam di dalam layar,
-
yang dapat mengalirkan energi listrik
dan mengubahnya menjadi biru, merah, hijau
-
yang bisa kita nikmati gambarnya.
-
Bagaimana jika kita lihat ke baterainya?
¶
-
Kini ada penelitian intens.
-
Bagaimana kita menerapkan prinsip kimia
dalam baterai tradisional
-
dan memasangkan dengan
permukaan elektroda yang baru,
-
agar kita bisa mengisi daya lebih banyak
ke dalam ruang yang lebih kecil,
-
yang membuat ponsel kita
menyala sepanjang hari
-
ketika kita ingin ber-selfie,
-
tanpa harus mengisi ulang daya,
-
atau duduk di tempat pengisian baterai?
-
Bagaimana jika kita lihat
dari perekat yang menyatukan semuanya,
¶
-
sehingga tahan walau digunakan
begitu sering?
-
Lagi pula, sebagai milenial,
-
saya harus mengecek ponsel
minimal 200 kali sehari,
-
dan bisa dua sampai tiga kali jatuh.
-
Tetapi, apa otak sesungguhnya
di balik perangkat ini?
¶
-
Apa yang membuat ponsel bekerja
sesuai yang kita mau?
-
Ya, itu semua karena komponen listrik
dan aliran
-
yang ditanam di atas sebuah
papan sirkuit cetak.
-
Atau mungkin Anda lebih suka istilah
metafora biologis --
-
motherboard, Anda mungkin pernah
mendengarnya.
-
Nah, papan sirkuit cetak ini
jarang dibicarakan.
-
Jujur saja,
Saya tidak tahu mengapa.
-
Mungkin karena
ini bagian paling tidak seksi
-
dan tersembunyi di bawah
lapisan yang terlihat ramping.
-
Tapi sekarang saatnya
memberikan lapisan Clark Kent ini
-
sebuah pujian setara Superman
sebagaimana seharusnya.
-
Dan jadilah saya bertanya.
-
Bagaimana pendapatmu
tentang papan sirkuit cetak?
¶
-
Oke, bayangkan sebuah metafora.
-
Pikirkan tentang kota yang Anda tinggali.
-
Anda punya semua tempat
yang Anda inginkan:
-
rumah, tempat kerja, restoran.
-
sepasang Starbucks di tiap blok.
-
Sehingga kita bangun jalan-jalan
yang menghubungkan semuanya.
-
Itulah papan sirkuit cetak.
-
Tapi, bukan tempat seperti restoran,
-
kita punya transistor pada chip,
-
kapasitor, resistor,
-
semua komponen listrik ini
-
yang butuh mencari cara
untuk saling berbicara.
-
Lalu, apa yang dimaksud jalan kita tadi?
-
Ya kita bangun kabel tembaga kecil.
-
Pertanyaan selanjutnya,
-
bagaimana cara kita
membuat kabel tembaga kecil ini?
¶
-
Dia sangat kecil.
-
Mungkinkah kita pergi
ke toko perangkat keras,
-
beli sebuah gulungan kabel tembaga,
-
ambil pemotong kabel, klip sedikit,
-
tegakkan, dan bam --
jadilah papan sirkuit cetaknya?
-
Tidak mungkin.
-
Kabel-kabel ini terlalu kecil.
-
Dan kita harus bergantung pada
teman kita: kimia
-
Sekarang, proses kimia untuk
membuat kabel tembaga kecil ini
-
-
Kita mulai dengan larutan
-
berisi bola tembaga
dengan muatan positif
-
Lalu kita tambahkan ke dalamnya,
papan sirkuit cetak yang diisolasi.
-
Dan kita beri bola bermuatan positif tadi,
-
elektron bermuatan negatif
-
dengan menambahkan formaldehida
ke dalam campuran.
-
Mungkin Anda ingat formaldehida.
-
Baunya khas sekali,
-
digunakan untuk mengawetkan kodok
di kelas biologi.
-
Ternyata fungsinya lebih dari itu.
-
Dan dia komponen yang sangat penting
-
untuk membuat kabel tembaga kecil.
-
Begini, elektron pada formaldehida
punya keinginan.
-
Mereka ingin segera lompat ke
bola tembaga bermuatan positif tadi.
-
Dan ini semua karena proses
bernama reaksi redoks.
-
Dan ketika itu terjadi,
-
kita dapat mengambil
bola tembaga muatan positif tadi
-
dan mengubahnya menjadi
tembaga yang terang,
-
mengkilat, metalik, dan konduktif.
-
Ketika kita memiliki tembaga konduktif,
-
maka sekarang kita masak menggunakan gas.
-
Kita dapat membuat
semua komponen listrik
-
menjadi saling berbicara.
-
Jadi, terimakasih sekali lagi, Kimia.
-
Mari berpikir,
-
berpikir tentang seberapa jauh
kita berkembang dengan kimia.
¶
-
Jelas, dalam komunikasi elektronik,
-
ukuran itu penting.
-
Jadi mari berpikir tentang
bagaimana kita mengecilkan perangkat kita,
-
sehingga kita bisa beralih
dari ponsel Zack Morris 1990-an
-
ke sesuatu yang sedikit lebih ramping,
-
seperti ponsel sekarang
yang cukup di kantong kita.
-
Walaupun, mari berpikir realistis,
-
benar-benar tidak ada yang cukup
untuk masuk ke kantong celana wanita,
-
itupun jika Anda memang menemukan
celana wanita yang ada kantongnya.
-
(Tawa)
-
Dan saya kira kimia tidak bisa
membantu kita di masalah tersebut.
¶
-
Tapi yang lebih penting dari
mengecilkan perangkat,
¶
-
bagaimana kita bisa mengecilkan
sirkuit didalamnya,
-
dan mengecilkannya 100 kali,
-
sehingga kita bisa
mengubah sirkuit ukuran mikro
-
menjadi sekecil ukuran nano?
-
Karena, jujur saja,
-
sekarang kita semua ingin
ponsel yang lebih kuat dan cepat.
-
Padahal daya yang lebih besar dan cepat
membutuhkan sirkut lebih banyak.
-
Jadi, bagaimana kita melakukannya?
-
Bukan dengan sinar elektromagnetik
penyusut ajaib,
¶
-
seperti punya profesor Wayne Szalinski di
"Honey, I Shrunk the Kids"
-
untuk menyusutkan anak-anaknya.
-
Tidak sengaja, tentu saja.
-
Atau apakah kita punya?
-
Baiklah, sebenarnya, di lapangan,
-
terdapat sebuah proses
yang cukup mirip dengan itu.
-
Namanya fotolitografi.
-
Dalam fotolitografi,
kita ambil radiasi elektromagnetik
-
atau kita biasa sebut cahaya,
-
dan kita gunakan untuk menyusutkan
beberapa dari sirkuit,
-
sehingga kita bisa lebih menjejalkannya
ke ruang yang lebih kecil.
-
Sekarang, bagaimana cara kerjanya?
-
Oke, kita mulai dengan substrat
¶
-
di atasnya ada film
yang sensitif cahaya.
-
Lalu kita tutup dengan masker
yang punya pola di atasnya,
-
terdiri dari garis tipis dan fitur
-
yang akan membuat ponsel bekerja
seperti yang kita inginkan.
-
Lalu kita paparkan cahaya terang dan
sinari itu melalui masker ini,
-
yang membentuk bayangan pola tersebut
di atas permukaan.
-
Sekarang, di manapun tempat yang
cahaya bisa lalui dari celah masker,
-
dia akan menyebabkan reaksi kimia terjadi.
-
Dan dia akan membuat gambar terbakar
berbentuk pola di atas substrat.
-
Sekarang, pertanyaan yang mungkin
Anda ingin tanyakan adalah,
-
bagaimana dari gambar terbakar,
¶
-
menjadi garis tipis dan fitur yang rapi?
-
Untuk itu, kita harus gunakan
larutan kimia
-
bernama developer.
-
Nah, developer ini spesial.
-
Apa yang bisa dia lakukan adalah membawa
seluruh area yang tidak terekspos
-
dan menghilangkannya secara selektif,
-
sehingga tersisalah garis tipis
dan fitur yang rapi,
-
dan membuat perangkat yang kita kecilkan
menjadi bekerja.
-
Dengan demikian, kini kita sudah gunakan
kimia untuk membangun perangkat,
-
dan kita sudah gunakan untuk
mengecilkan perangkat.
¶
-
Jadi, mungkin saya sudah meyakinkan Anda
bahwa kimia adalah pahlawan sesungguhnya.
-
Dan kita bisa akhiri di sini.
-
(Tepuk tangan)
-
Tunggu, kita belum selesai.
¶
-
-
Karena kita semua manusia.
-
Dan sebagai manusia,
saya selalu ingin lebih.
-
Jadi sekarang saya ingin berpikir
tentang bagaimana menggunakan kimia
-
untuk lebih memaksimalkan
sebuah perangkat.
-
Sekarang, kita diberitahu bahwa
kita ingin sesuatu bernama 5G,
-
atau generasi nirkabel kelima
yang menjanjikan.
¶
-
Sekarang, Anda mungkin sudah dengar 5G
-
dalam iklan yang mulai bermunculan.
-
Atau mungkin sebagian dari Anda
sudah merasakannya
-
pada 2018 Winter Olympic.
-
Yang paling menarik bagi saya tentang 5G
-
ialah, ketika saya telat,
lari keluar rumah mengejar pesawat,
-
saya dapat mengunduh film
ke dalam perangkat saya dalam 40 detik
-
bukan 40 menit.
-
Tapi, sekalinya 5G sesungguhnya
ada disini,
-
ini akan lebih dari sekadar
berapa banyak film
-
yang bisa kita unduh ke ponsel.
-
Jadi pertanyaannya, mengapa
5G yang sesungguhnya tidak ada disini?
-
Saya akan beri Anda sebuah rahasia.
¶
-
Cukup mudah untuk dijawab.
-
Hanya saja sulit untuk dilakukan.
-
Begini, jika Anda gunakan
material tradisional dan tembaga tersebut
-
untuk membuat perangkat 5G,
-
sinyal tidak bisa mencapai
tujuan akhirnya.
-
Secara tradisional, kita gunakan
lapisan terisolasi yang sangat kasar
-
untuk membantu kabel tembaga.
¶
-
Pikirkan pengikat Velcro.
-
Kekasaran dua bagian itulah
yang membuat mereka saling menempel.
-
Ini cukup penting
jika Anda ingin memiliki perangkat
-
yang dapat bertahan lebih lama
-
daripada waktu untuk
mengeluarkannya dari kardus
-
dan mulai memasang aplikasi
di dalamnya.
-
Tapi kekasaran ini menyebabkan masalah.
-
Coba perhatikan, pada kecepatan tinggi
untuk 5G,
¶
-
sinyal harus melintas dekat dengan
kekasaran tersebut.
-
Dan ini membuatnya menyasar
sebelum sampai tujuan akhir.
-
Pikirkan tentang jangkauan gunung.
-
Dan Anda punya sistem jalan
yang kompleks, ke atas dan melintasinya,
-
Anda berusaha untuk mencapai sisi sebrang.
-
Tidakkah Anda setuju dengan saya
-
bahwa itu mungkin butuh
waktu yang lama,
-
Anda juga mungkin tersesat,
-
jika Anda harus naik-turun gunung,
-
berbeda jika Anda
mengebor terowongan datar
-
yang bisa berjalan lurus menerobosnya?
-
Begitulah hal yang sama
pada perangkat 5G.
-
Jika kita dapat menghilangkan
kekasaran ini,
-
maka kita bisa mengirim sinyal 5G
-
langsung tanpa terganggu.
-
Terdengar bagus, kan?
-
Tapi tunggu.
-
Bukankah tadi saya bilang
bahwa kita butuh kekasaran
¶
-
untuk menyatukan perangkat?
-
Jika kita menghilangkannya,
kita dalam situasi di mana kini tembaga
-
tidak lagi menempel pada
substrat yang mendasarinya.
-
Pikirkan tentang membangun
rumah dari blok Lego,
-
dengan semua sudut dan celah
yang menyatu,
-
bandingkan dengan blok bangunan mulus.
-
Manakah dari keduanya yang akan
memiliki struktur yang lebih utuh
-
ketika anak 2 tahun beraksi di ruang tamu,
-
mencoba berperan sebagai Godzilla
dan menghancurkan semuanya?
-
Tapi bagaimana jika kita pakai lem
pada blok mulus tersebut?
-
Dan itulah yang
industri nantikan.
-
Mereka menunggu para ahli kimia
untuk mendesain permukaan baru yang mulus
-
dengan peningkatan adhesi yang mengikat
-
untuk kabel tembaga tersebut.
-
Ketika kita menyelesaikan masalah ini,
-
dan kita akan menyelesaikannya,
¶
-
dan kita akan bekerja dengan
ahli fisika dan teknik
-
untuk menyelesaikan semua tantangan 5G,
-
dengan begitu, angka aplikasi
akan meningkat tajam.
-
Ya, kita akan punya hal
seperti mobil yang menyetir sendiri,
-
karena sekarang jaringan data kita dapat
mengatasi kecepatan
-
dan jumlah informasi yang dibutuhkan
agar dapat bekerja.
-
Tapi mari kita mulai dengan imajinasi.
-
Saya bisa membayangkan pergi ke restoran
dengan teman yang alergi kacang,
-
mengeluarkan ponsel,
-
mengayunkannya di atas makanan
-
dan mendapati makanan
memberitahu kita
-
sebuah jawaban penting dari pertanyaan --
-
Apakah mematikan atau aman untuk
dikonsumsi?
-
Atau mungkin perangkat kita
akan sangat baik
-
dalam memproses informasi tentang kita,
-
hingga dia mampu menjadi
personal trainer kita.
-
Dan dia akan tahu cara paling efisien
bagi kita untuk membakar kalori.
-
Saya akan melahirkan bulan November,
-
saat saya berusaha membakar
beberapa kilo akibat hamil,
-
Saya akan menyukai perangkat memberitahu
bagaimana caranya.
-
Saya tidak tahu lagi
bagaimana mengatakannya,
-
kecuali kimia itu keren.
¶
-
Dia memungkinkan semua
perangkat elektronik.
-
Sehingga lain kali Anda mengirim pesan
atau melakukan selfie,
-
pikirkan tentang semua atom
yang bekerja keras
-
dan inovasi yang datang sebelumnya.
-
Siapa tahu,
-
mungkin beberapa dari Anda
mendengarkan ini,
-
mungkin lewat ponsel Anda,
-
memutuskan bahwa Anda juga
ingin menjadi kaki tangan untuk
-
Kapten Kimia,
-
pahlawan sesungguhnya
dari perangkat elektronik.
-
Terima kasih perhatiannya,
-
dan terima kasih, Kimia.
¶
-
(Tepuk Tangan)