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Come funzionano veramente gli smartphone

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    Quando iniziai il liceo
    con il mio nuovo telefono Nokia,
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    pensavo di avere il nuovissimo
    e più bel rimpiazzo
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    del mio vecchio walkie-talkie rosa
    da principessa.
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    Però, ora io e i miei amici potevamo
    mandarci messaggini o parlarci
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    ovunque fossimo,
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    invece di fare finta,
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    quando scorrazzavamo
    tra i nostri giardini.
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    Ora, sarò onesta.
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    Al tempo, non pensavo molto a come
    erano fatti questi dispositivi.
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    Apparivano il giorno di Natale,
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    forse li facevano gli elfi
    nel laboratorio di Babbo Natale.
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    Ho una domanda per voi.
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    Chi credete siano i veri elfi
    che creano questi dispositivi?
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    Se lo chiedessi a molte
    persone che conosco,
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    direbbero che sono gli ingegneri in felpa
    della Silicon Valley
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    che lavorano alla programmazione.
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    Ma questi dispositivi
    richiedono molto lavoro
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    prima che siano pronti
    per qualsiasi programma.
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    Questi dispositivi cominciano
    a livello atomico.
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    Se lo chiedete a me,
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    i chimici sono i veri folletti.
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    Esatto, ho detto l chimici,
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    La chimica è la vera eroina delle
    comunicazioni elettroniche.
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    E il mio scopo oggi è quello
    di convincervi
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    ad essere d'accordo con me.
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    Ok, partiamo da qualcosa di semplice,
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    e guardiamo dentro a questi dispositivi
    che creano così tanta dipendenza.
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    Perché senza la chimica,
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    la superstrada delle informazioni
    che tanto amiamo
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    sarebbe soltanto uno scintillante
    e costoso fermacarte.
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    La chimica fa funzionare
    tutti questi strati.
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    Iniziamo dallo schermo.
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    Come credete che si ottengano
    quei colori così vividi e brillanti
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    che amiamo così tanto?
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    Beh, ve lo dico io.
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    All'interno dello schermo
    ci sono polimeri organici
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    che trasformano l'elettricità
    nei colori blu, rosso e verde
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    che ci piace vedere nelle nostre foto.
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    E se passassimo alla batteria?
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    Qui sì che c'è una bella ricerca.
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    Come prendere i principi chimici
    delle batterie tradizionali
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    e metterli insieme ai nuovi
    elettrodi di superficie,
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    così da includere più carica
    in uno spazio più piccolo,
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    per poter dare energia
    ai dispositivi tutto il giorno,
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    mentre ci facciamo i selfie,
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    senza dover ricaricare le batterie
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    o star seduti attaccati
    a una presa elettrica?
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    E se parlassimo degli adesivi
    che tengono tutto insieme,
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    così che possono resistere all'uso
    frequente che ne facciamo?
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    Dopotutto, da millennial,
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    devo tirar fuori il mio telefono almeno
    200 volte al giorno per controllarlo,
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    e nel farlo, lo faccio cadere
    due o tre volte.
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    Ma quali sono i veri cervelli
    di questi dispositivi?
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    Cosa li fa funzionare nel modo
    che ci piace così tanto?
  • 2:42 - 2:45
    Beh, questo ha a che fare con i
    componenti elettrici e i circuiti
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    che sono stampati
    nella scheda elettronica.
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    O forse preferite una metafora biologica--
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    la scheda madre,
    forse ne avete sentito parlare.
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    Invece, non si parla molto
    del circuito stampato.
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    E sinceramente, non so perché.
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    Forse perché è lo strato meno sexy
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    ed è nascosto sotto tutti
    gli altri bellissimi strati.
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    Ma è arrivato il momento
    di dare a questo componente Clark Kent
  • 3:10 - 3:14
    il merito da Superman che si merita.
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    E quindi vi faccio una domanda.
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    Che cosa pensate sia
    il circuito stampato?
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    Prendete una metafora.
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    Pensate alla città in cui vivete.
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    Ci sono tutti questi luoghi
    di interesse che volete raggiungere:
  • 3:27 - 3:30
    casa vostra, dove lavorate, i ristoranti,
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    un paio di Starbucks in ogni isolato.
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    E così costruiamo strade
    che li connettono tutti.
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    Ecco cosa è il circuito stampato.
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    Solo che, invece di avere cose
    come ristoranti,
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    abbiamo transistor sopra dei chip,
  • 3:47 - 3:48
    condensatori, resistenze,
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    tutti questi componenti elettrici
  • 3:51 - 3:54
    che devono trovare il modo
    di comunicare fra di loro.
  • 3:54 - 3:56
    E quali sono le nostre strade?
  • 3:57 - 3:59
    Costruiamo dei piccolissimi
    cavi di rame.
  • 4:01 - 4:02
    La domanda successiva è,
  • 4:02 - 4:04
    come facciamo questi piccoli cavi di rame?
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    Sono davvero piccoli.
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    Andiamo dal ferramenta,
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    prendiamo una bobina di filo di rame,
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    una tronchesina, tagliamo un po',
  • 4:13 - 4:17
    cuciamo tutto insieme e poi, sbam!
    Abbiamo il nostro circuito stampato?
  • 4:18 - 4:19
    Assolutamente no.
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    Questi cavi sono troppo piccoli per farlo.
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    Così, dobbiamo affidarci
    alla nostra amica: la chimica.
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    Ora, il processo chimico per creare
    questi piccolissimi cavi in rame
  • 4:30 - 4:32
    è apparentemente semplice.
  • 4:32 - 4:34
    Iniziamo con una soluzione
  • 4:34 - 4:37
    di sfere di rame a carica positiva.
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    Poi aggiungiamo
    un circuito stampato isolato.
  • 4:42 - 4:45
    E alimentiamo le sfere di carica positiva
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    con degli elettroni di carica negativa
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    aggiungendo formaldeide alla miscela.
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    Vi ricordate la formaldeide.
  • 4:51 - 4:53
    Dall'odore tipico,
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    usato per conservare le rane
    nelle lezioni di biologia.
  • 4:56 - 4:59
    Sembra che possa fare molto più di quello.
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    Ed è un vero componente chiave
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    nella produzione dei cavi di rame sottili.
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    Gli elettroni sulla formaldeide
    hanno un istinto.
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    Vogliono passare alle sfere in rame
    caricate positivamente.
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    E tutto a causa di un processo
    chiamato ossidoriduzione.
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    E quando questo avviene,
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    possiamo prendere queste
    sfere di rame a carica positiva
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    e trasformarle in brillante
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    lucente, rame metallico e conduttivo.
  • 5:29 - 5:31
    E una volta ottenuto rame conduttivo,
  • 5:31 - 5:32
    siamo a un buon punto.
  • 5:32 - 5:35
    E facciamo comunicare
    quei componenti elettrici
  • 5:35 - 5:36
    fra di loro.
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    Quindi, di nuovo grazie alla chimica.
  • 5:40 - 5:41
    Fermiamoci un momento
  • 5:41 - 5:44
    a pensare quanto siamo
    arrivati lontano con la chimica.
  • 5:46 - 5:48
    Chiaramente, nelle comunicazioni
    elettroniche,
  • 5:48 - 5:50
    la dimensione conta.
  • 5:50 - 5:53
    Quindi, pensiamo a come possiamo
    rimpicciolire i nostri dispositivi,
  • 5:53 - 5:57
    così da poter passare dal cellulare
    Zack Morris degli anni 90
  • 5:57 - 5:59
    a qualcosa di più elegante,
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    come i telefoni di oggi che possono
    stare in una tasca.
  • 6:02 - 6:03
    Siamo realistici però:
  • 6:04 - 6:07
    niente può veramente entrare nelle
    tasche dei pantaloni da donna,
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    se si riesce a trovare un
    paio di pantaloni con le tasche.
  • 6:10 - 6:11
    (Risate)
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    E non credo che la chimica possa
    aiutarci con questo problema.
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    Ma più che rimpicciolire il dispositivo,
  • 6:20 - 6:22
    è come rimpiccioliamo
    il circuito al suo interno
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    e rimpicciolirlo di 100 volte,
  • 6:24 - 6:28
    così da portare il circuito da micrometri
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    fino ai nanometri?
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    Perché, diciamolo,
  • 6:32 - 6:36
    ora, ciò che vogliamo sono telefoni
    più potenti e più veloci.
  • 6:36 - 6:40
    Per maggiore potenza e velocità
    occorre più circuiteria.
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    Quindi, come lo facciamo?
  • 6:43 - 6:46
    Non abbiamo il raggio magico
    elettromagnetico che rimpicciolisce,
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    come il Prof. Wayne Szalinski in
    "Tesoro mi si sono ristretti i ragazzi"
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    per rimpicciolire i suoi bambini.
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    Per sbaglio ovviamente.
  • 6:54 - 6:55
    Oppure lo abbiamo?
  • 6:56 - 6:58
    Beh, in realtà, in questo campo,
  • 6:58 - 7:00
    c'è una procedimento
    che è molto simile a quello.
  • 7:00 - 7:03
    E si chiama fotolitografia.
  • 7:03 - 7:07
    Nella fotolitografia, prendiamo
    la radiazione elettromagnetica,
  • 7:07 - 7:09
    o quello che noi chiamiamo luce,
  • 7:09 - 7:11
    e la usiamo per rimpicciolire
    parte del circuito,
  • 7:11 - 7:15
    così che potremmo inserirne di più
    in uno spazio veramente piccolo.
  • 7:18 - 7:19
    Ora, come funziona?
  • 7:20 - 7:22
    Iniziamo da un substrato
  • 7:22 - 7:25
    con una pellicola sensibile alla luce.
  • 7:25 - 7:28
    Poi lo copriamo con una maschera
    sulle quali sono diesegnate
  • 7:28 - 7:30
    linee sottili e le caratteristiche
  • 7:30 - 7:34
    che faranno funzionare il telefono
    nel modo in cui vogliamo.
  • 7:34 - 7:38
    Poi lo esponiamo a luce intensa
    che facciamo passare dalla maschera
  • 7:38 - 7:41
    e questo crea un'ombra di
    disegno sulla superficie.
  • 7:42 - 7:45
    Da qualsiasi punto la luce passi
    attraverso la maschera,
  • 7:45 - 7:48
    causerà una reazione chimica.
  • 7:48 - 7:53
    E brucerà l'immagine
    dello schema sul substrato.
  • 7:53 - 7:55
    La domanda che vi state forse chiedendo è:
  • 7:55 - 7:57
    come si passa da un'immagine impressa
  • 7:57 - 8:00
    alle linee sottili e pulite
    e alle caratteristiche?
  • 8:00 - 8:02
    E per questo, dobbiamo usare
    una soluzione chimica
  • 8:02 - 8:04
    chiamata sviluppatore.
  • 8:04 - 8:06
    Ora, lo sviluppatore è speciale.
  • 8:06 - 8:10
    Può prendere tutte le aree non esposte
  • 8:10 - 8:12
    e rimuoverle in modo selettivo,
  • 8:12 - 8:15
    lasciando delle linee
    sottili pulite e le caratteristiche
  • 8:15 - 8:17
    e far funzionare
    il nostro dispositivo miniaturizzato.
  • 8:18 - 8:22
    Quindi, abbiamo usato la chimica
    per costruire i dispositivi
  • 8:22 - 8:25
    e l'abbiamo usata per rimpicciolirli.
  • 8:26 - 8:29
    Quindi forse vi ho convinto
    che la chimica è la vera eroina
  • 8:29 - 8:30
    e che potremmo anche finirla qui.
  • 8:31 - 8:32
    (Applausi)
  • 8:32 - 8:33
    Un momento, non abbiamo finito.
  • 8:33 - 8:35
    Non così presto.
  • 8:35 - 8:37
    Perché siamo tutti essere umani.
  • 8:37 - 8:40
    E come essere umano, voglio di più.
  • 8:40 - 8:42
    E così ora voglio pensare
    a come usare la chimica
  • 8:42 - 8:44
    per ottenere ancora
    di più dal dispositivo.
  • 8:46 - 8:50
    Ora ci viene detto che quello che
    vogliamo è qualcosa che si chiama 5G,
  • 8:50 - 8:53
    o la promessa quinta
    generazione wireless.
  • 8:53 - 8:56
    Ora, potreste aver sentito del 5G
  • 8:56 - 8:58
    nelle pubblicità che cominciano a uscire,
  • 8:59 - 9:01
    O forse qualcuno di voi l'ha già usata
  • 9:01 - 9:03
    durante le olimpiadi invernali del 2018.
  • 9:04 - 9:06
    Quello che mi entusiasma di più del 5G
  • 9:06 - 9:10
    è che, quando sono in ritardo, uscendo
    di corsa di casa per prendere un volo,
  • 9:10 - 9:13
    posso scaricare dei film
    sul dispositivo in 40 secondi
  • 9:13 - 9:15
    invece di 40 minuti.
  • 9:16 - 9:18
    Ma una volta che avremo il vero 5G,
  • 9:18 - 9:20
    sarà molto di più
    dello scaricare quanti più film
  • 9:20 - 9:22
    possiamo mettere sul dispositivo.
  • 9:22 - 9:25
    Quindi la domanda è,
    perché non abbiamo ancora il 5G?
  • 9:26 - 9:28
    E vi dirò un piccolo segreto.
  • 9:28 - 9:31
    La risposta è piuttosto facile.
  • 9:31 - 9:33
    È molto difficile da fare.
  • 9:34 - 9:37
    Vedete, se usate i materiali
    tradizionali e il rame
  • 9:37 - 9:39
    per costruire dispositivi 5G,
  • 9:39 - 9:42
    il segnale non riuscirà
    a raggiungere la sua destinazione.
  • 9:44 - 9:48
    Nel metodo tradizionale,
    usiamo degli strati isolanti molto ruvidi
  • 9:48 - 9:51
    per supportare i fili di rame.
  • 9:51 - 9:53
    Pensate alle chiusure di velcro.
  • 9:53 - 9:57
    È la ruvidità dei due pezzi
    che li fa stare insieme.
  • 9:58 - 10:01
    Questo è molto importante
    se volete avere un dispositivo
  • 10:01 - 10:02
    che duri più a lungo
  • 10:02 - 10:04
    di quanto ci vuole a scartarlo
  • 10:04 - 10:06
    e a installarci tutte le applicazioni.
  • 10:07 - 10:09
    Ma questa ruvidità causa un problema.
  • 10:10 - 10:13
    Vedete, alla velocità per il 5G
  • 10:13 - 10:17
    il segnale deve viaggiare vicino
    a quella ruvidità.
  • 10:17 - 10:21
    E questo fa si che si perda prima
    di raggiungere la sua destinazione finale.
  • 10:22 - 10:24
    Pensate ad una catena montuosa.
  • 10:24 - 10:28
    Con un sistema complesso
    di strade che vanno su e giù
  • 10:28 - 10:30
    e voi cercate di arrivare
    dall'altra parte.
  • 10:30 - 10:32
    Non credete anche voi
  • 10:32 - 10:35
    che probabilmente ci vorrà
    tantissimo tempo
  • 10:35 - 10:37
    e che probabilmente vi perderete,
  • 10:37 - 10:40
    se doveste andare su e giù
    per tutte le montagne,
  • 10:40 - 10:42
    invece di scavare un tunnel piatto
  • 10:42 - 10:45
    che può andarci direttamente attraverso?
  • 10:45 - 10:47
    È la stessa cosa con i dispositivi 5G.
  • 10:47 - 10:50
    Se potessimo rimuovere questa ruvidità,
  • 10:50 - 10:52
    allora potremmo mandare il segnale 5G
  • 10:52 - 10:54
    direttamente senza interruzioni.
  • 10:54 - 10:55
    Sembra bello vero?
  • 10:56 - 10:57
    Ma, un attimo.
  • 10:57 - 10:59
    Non ho detto che abbiamo
    bisogno della ruvidità
  • 10:59 - 11:01
    per tenere insieme il dispositivo?
  • 11:01 - 11:04
    E se lo rimuovessimo, il rame
  • 11:04 - 11:06
    non si attaccherebbe più
    al substrato sottostante.
  • 11:08 - 11:10
    Pensate a costruire una casa
    con pezzi di Lego,
  • 11:10 - 11:15
    con i recessi e fessure
    che si attaccano insieme,
  • 11:15 - 11:17
    invece di mattoncini lisci.
  • 11:17 - 11:20
    Quale dei due avrà
    più integrità strutturale
  • 11:20 - 11:24
    quando un bambino di due anni
    ci passerà vicino muovendosi velocemente,
  • 11:24 - 11:26
    facendo finta di essere Godzilla
    e buttando giù tutto?
  • 11:27 - 11:30
    Ma se mettessimo della colla
    su quei mattoncini lisci?
  • 11:31 - 11:34
    Ed è questo che l'industria
    sta aspettando.
  • 11:34 - 11:37
    Aspetta che i chimici
    progettino delle superfici nuove e lisce
  • 11:37 - 11:40
    con maggiore adesione intrinseca
  • 11:40 - 11:42
    per alcuni di questi cavi di rame
  • 11:42 - 11:44
    E quando risolveremo il problema,
  • 11:44 - 11:46
    e lo risolveremo,
  • 11:46 - 11:48
    e lavoreremo con i fisici e gli ingegneri
  • 11:48 - 11:51
    per risolvere tutte le sfide del 5G,
  • 11:51 - 11:55
    allora il numero di applicazioni
    andrà alle stelle.
  • 11:55 - 11:58
    Quindi, sì, avremmo cose come auto
    che guidano da sole,
  • 11:58 - 12:01
    perché le nostre reti di dati potranno
    gestire la velocità
  • 12:01 - 12:04
    e la quantità di informazione necessaria
    per farle funzionare.
  • 12:05 - 12:08
    Ma cominciamo a usare l'immaginazione.
  • 12:08 - 12:12
    Immaginiamo di andare al ristorante con
    un amico che è allergico alle noccioline,
  • 12:12 - 12:13
    prendere il telefono,
  • 12:14 - 12:15
    muoverlo sopra il cibo
  • 12:15 - 12:17
    e farci dare dal cibo
  • 12:17 - 12:20
    una risposta veramente importante
    a una domanda--
  • 12:20 - 12:23
    mortale o sicuro da mangiare?
  • 12:24 - 12:27
    O forse i dispositivi saranno così bravi
  • 12:27 - 12:30
    a processare le informazioni su di noi,
  • 12:30 - 12:33
    da diventare come i nostri
    personal trainer.
  • 12:33 - 12:36
    E conosceranno il modo più efficiente
    per farci bruciare le calorie.
  • 12:36 - 12:38
    So che a Novembre,
  • 12:38 - 12:40
    quando proverò a perdere
    un po' del peso della gravidanza,
  • 12:40 - 12:43
    mi piacerebbe avere un dispositivo
    che mi dica come farlo.
  • 12:45 - 12:47
    Non so come altro dirlo,
  • 12:47 - 12:49
    tranne che la chimica è forte.
  • 12:49 - 12:53
    E fa funzionare tutti questi
    dispositivi elettronici.
  • 12:53 - 12:57
    Quindi, la prossima volta
    che mandate un sms o vi fate un selfie,
  • 12:57 - 13:00
    pensate a tutti gli atomi
    che stanno lavorando sodo
  • 13:00 - 13:02
    e le innovazioni che ci sono state
    prima di loro.
  • 13:03 - 13:04
    Chissà,
  • 13:04 - 13:07
    forse alcuni di voi che state ascoltando,
  • 13:07 - 13:09
    forse anche dai vostri cellulari,
  • 13:09 - 13:11
    decideranno che anche voi
    vorrete fare da spalla
  • 13:11 - 13:12
    a Capitan Chimica,
  • 13:12 - 13:16
    la vera eroina
    dei dispositivi elettronici.
  • 13:16 - 13:18
    Grazie per la vostra attenzione
  • 13:18 - 13:20
    e grazie alla chimica.
  • 13:20 - 13:23
    (Applausi)
Title:
Come funzionano veramente gli smartphone
Speaker:
Cathy Mulzer
Description:

Vi siete mai chiesti come funzionino gli smartphone? La scienziata Cathy Mulzer vi guiderà in un viaggio fino al livello atomico, rivelando come quasi tutti i componenti dei potentissimi dispositivi esiste grazie ai chimici-- e non grazie agli imprenditori della Silicon Valley come invece crede la maggior parte delle persone. Come dice lei: "La chimica è l'eroina delle comunicazioni elettroniche".

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Video Language:
English
Team:
TED
Project:
TEDTalks
Duration:
13:36
  • Le ho mandato un messaggio. La pregherei di rispondermi.
    Nel frattempo ho visto che i sottotitoli del corrispondente video di youtube non sono agganciati a quelli del TED, e con amara sto mettendo le traduzioni rivedute e corrette degli studenti sul talk di youtube.
    Credo anche di aver capito che la procedura di TED è più controllata e non credo di poter più contribuire dopo che lei è stata incaricata.

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