스마트폰을 작동시키는 놀라운 화학
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0:01 - 0:05고등학교 시절
새 노키아 핸드폰이 생겼을 때 -
0:05 - 0:08분홍색 공주 그림 무전기를 대신할
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0:08 - 0:11새 멋진 핸드폰 정도로만 여겼죠.
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0:11 - 0:15핸드폰이 생기고 나서는
어디에 있든지 친구들과 -
0:15 - 0:16연락할 수 있었습니다.
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0:16 - 0:17뒤뜰에서 뛰어다니며
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0:17 - 0:20그렇게 하는 척이 아니라요.
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0:20 - 0:22솔직히 말해볼게요.
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0:22 - 0:26그 당시엔, 이 기기를 어떻게 만드는지
별 관심이 없었습니다. -
0:26 - 0:29크리스마스 아침에 선물로 받곤 해서
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0:29 - 0:32산타 마을에서 요정들이
만들었다고 생각했죠. -
0:33 - 0:35질문 하나 하겠습니다.
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0:35 - 0:38이 기기를 만드는
진짜 요정은 누구일까요? -
0:39 - 0:41주변 사람들에게 물어보면,
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0:42 - 0:47실리콘 밸리에서 코드를 짜는
후드 차림의 소프트웨어 엔지니어라고 할 거예요. -
0:48 - 0:50그런데 코드가 작성되기 전에
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0:50 - 0:52이 기기엔 많은 일들이
일어나야 합니다. -
0:52 - 0:56이 기기는 원자 단계에서부터
시작합니다. -
0:56 - 0:57제게 물어보신다면,
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0:57 - 1:00진짜 요정들은 화학자입니다.
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1:01 - 1:03맞아요, 화학자들이에요.
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1:04 - 1:08화학은 전자 통신의 영웅입니다.
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1:08 - 1:11그리고 오늘 제 목표는
여러분이 이에 동의하도록 -
1:11 - 1:12설득하는 것입니다.
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1:14 - 1:16좋아요, 시작해 봅시다.
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1:16 - 1:20이 중독성이 강한
기기 내부를 살펴봅시다. -
1:20 - 1:22화학이 없다면,
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1:22 - 1:26우리가 좋아하는 초고속 정보 통신망은
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1:26 - 1:29정말 비싸고 빛나는
문진에 불과할 것입니다. -
1:31 - 1:33화학은 이 모든 층이 작동하게 합니다.
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1:34 - 1:36디스플레이부터 시작해 봅시다.
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1:36 - 1:39우리가 정말 좋아하는
밝고 선명한 색상은 -
1:39 - 1:41어떻게 만들어질까요?
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1:41 - 1:42제가 알려드릴게요.
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1:42 - 1:45디스플레이 안에는
유기 폴리머가 내장되어 있어요. -
1:45 - 1:49유기 폴리머는 전기를
우리가 사진 속에서 즐기는 -
1:50 - 1:52파랑, 빨강, 초록으로 바꾸죠.
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1:53 - 1:55배터리로 내려가 볼까요?
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1:55 - 1:57이 부분은 좀 복잡합니다.
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1:57 - 2:01우리는 어떻게
기존 배터리의 화학 원리를 -
2:01 - 2:05새로운 상부 전극과
연결 지을 수 있을까요? -
2:05 - 2:08그래서 우리가 더 많은 전하를
더 작은 공간에 넣고, -
2:08 - 2:11하루 종일 스마트폰을
사용하도록 말이죠. -
2:11 - 2:12우리가 셀카를 찍는 동안
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2:12 - 2:14배터리를 재충전하거나
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2:14 - 2:17콘센트에 꽂아두지 않고도요.
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2:18 - 2:22자주 사용해도 견딜 수 있도록
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2:22 - 2:25모든 부품을 연결해주는
접착제도 있습니다. -
2:25 - 2:27저는 밀레니얼 세대로서
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2:27 - 2:30하루에 최소 200번은
스마트폰을 꺼내서 확인하는데 -
2:30 - 2:33그러다가 두세 번
떨어뜨리기도 합니다. -
2:36 - 2:38그런데 이 기기의
진짜 두뇌는 뭘까요? -
2:38 - 2:42무엇이 이걸 우리가 좋아하는 방식대로
작동하게 만드는 걸까요? -
2:42 - 2:45그 모든 것은
인쇄 회로 기판에 붙어 있는 -
2:45 - 2:49전기 부품 및 회로와
관련이 있습니다. -
2:49 - 2:51생물학적 비유를 선호하신다면
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2:51 - 2:53'마더보드'라는 건데,
들어보셨을 거예요. -
2:55 - 2:58인쇄 회로 기판은
많이 언급되지 않았는데 -
2:58 - 3:01솔직히 왜 그런지 모르겠어요.
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3:01 - 3:03가장 덜 흥미로워서일 수도 있고
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3:03 - 3:07다른 멋져 보이는 층 아래에
숨겨져서 그럴 수도 있죠. -
3:07 - 3:10그러나 이 클락 켄트 층이
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3:10 - 3:14사실은 슈퍼맨이라는 것을 알아차리고
칭찬해 줄 시간입니다. -
3:14 - 3:16질문 하나 하겠습니다.
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3:16 - 3:18인쇄 회로 기판이
뭐라고 생각하시나요? -
3:20 - 3:22'마더보드'라는 단어를
떠올려 보세요. -
3:22 - 3:24살고 계신 도시에 대해
생각해 보세요. -
3:24 - 3:27자주 가는 곳들이 있을 거예요.
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3:27 - 3:30여러분의 집, 직장, 식당,
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3:30 - 3:32거리마다 있는 스타벅스처럼요.
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3:33 - 3:36그리고 그 장소들을 연결하는
도로가 있습니다. -
3:38 - 3:40그것이 바로 인쇄 회로 기판입니다.
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3:40 - 3:47식당 대신에 칩 상의 트렌지스터,
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3:47 - 3:48콘덴서, 레지스터 같은
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3:48 - 3:51전기 부품들이 있고
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3:51 - 3:54이것들을 연결하는
도로가 필요한 것입니다. -
3:54 - 3:56그러면 도로는 무엇이죠?
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3:57 - 3:59아주 작은 구리선을
도로로 사용합니다. -
4:01 - 4:02그럼 다음 질문입니다.
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4:02 - 4:04이 작은 구리선을 어떻게 만들까요?
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4:04 - 4:06구리선은 정말 작습니다.
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4:06 - 4:08하드웨어 상점에 가서
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4:08 - 4:10구리선 한 뭉치를 가져와
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4:10 - 4:13철사 끊는 기구로 싹독 싹독 자르면
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4:13 - 4:17쿵하고 나서,
인쇄 회로 기판이 생기나요? -
4:18 - 4:19절대 아니죠.
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4:19 - 4:22이 선들은 그러기엔 너무 작습니다.
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4:22 - 4:25그래서 우리는 우리의 친구
화학에 의존해야 합니다. -
4:27 - 4:30이 작은 구리선을 만드는
화학적 과정은 -
4:30 - 4:32겉보기에는 간단합니다.
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4:32 - 4:37양전하를 띤 구리 이온
수용액으로 시작해 봅시다. -
4:37 - 4:42다음으로 거기에
절연 인쇄 회로 기판을 넣습니다. -
4:42 - 4:47그리고 양전하를 띤 이온에
음전하를 띠는 전자들을 공급해 줍니다. -
4:47 - 4:49포름알데히드를 넣어주는 방법으로요.
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4:49 - 4:51포름알데히드를 기억하실 거예요.
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4:51 - 4:53정말 독특한 냄새가 나고
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4:53 - 4:56생물 수업에서 개구리를
보존하는데 사용하죠. -
4:56 - 4:59그런데 그 외에도 다양하게 쓰입니다.
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4:59 - 5:01그리고 이 작은 구리선을 만드는데
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5:01 - 5:03정말 핵심 성분이에요.
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5:04 - 5:08포름알데히드의 전자는
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5:08 - 5:11양전하를 띤 구리 이온으로
이동하려고 합니다. -
5:12 - 5:17이건 모두 산화 환원 반응이라는
과정 때문입니다. -
5:17 - 5:18이 반응이 일어날 때,
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5:18 - 5:22우리는 이 양전하를 띤 구리 이온을
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5:22 - 5:29밝고 빛나는 전도성을 갖는 금속 구리로
석출시킬 수 있습니다. -
5:29 - 5:31전도성을 가진 구리가 만들어졌으면,
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5:31 - 5:32다 잘 된 것입니다.
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5:32 - 5:35이제 이 모든 전기 부품들이 서로
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5:35 - 5:36연결될 수 있어요.
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5:36 - 5:38화학에 다시 한번 감사해야겠네요.
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5:40 - 5:41한번 생각해 봅시다.
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5:41 - 5:44우리가 화학과 얼마나 멀리 왔는지
생각해 보세요. -
5:46 - 5:48분명히, 전자 통신에서
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5:48 - 5:50크기는 중요합니다.
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5:50 - 5:53기기의 크기를 어떻게
줄일 수 있는지 생각해 봅시다. -
5:53 - 5:571990년대 잭 모리스 핸드폰에서
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5:57 - 5:59좀 더 멋진
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5:59 - 6:02주머니에 넣을 수 있는
스마트폰으로 진화해 왔죠. -
6:02 - 6:03그런데 현실적으로 보면
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6:04 - 6:07여성 바지 주머니에는
절대 아무 것도 들어가지 않아요. -
6:07 - 6:10여러분이 주머니가 있는
바지를 찾을 수 있다면요. -
6:10 - 6:11(웃음)
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6:11 - 6:15화학이 이 문제를
도와줄 순 없을 겁니다. -
6:17 - 6:20기기의 크기를 줄이는 것보다
더 중요한 것은 -
6:20 - 6:22그 내부의 회로를
어떻게 줄이는지입니다. -
6:22 - 6:24그리고 100배 줄이는 걸 말해요.
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6:24 - 6:28회로를 미크론 단위에서
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6:28 - 6:30나노미터 단위로 줄이기 위해서요.
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6:31 - 6:32솔직히 말해보죠.
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6:32 - 6:36지금 우리는 모두 더 강력하고
빠른 스마트폰을 원합니다. -
6:36 - 6:40더 강력하고 빠른 것은
더 많은 회로를 필요로 합니다. -
6:41 - 6:43이걸 어떻게 할 수 있을까요?
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6:43 - 6:47마법의 전자기 축소 광선 같은 걸
가지고 하는 것이 아닙니다. -
6:47 - 6:50웨인 스잘린스키 교수의
"애들이 줄었어요" 영화에서 -
6:50 - 6:51애들을 줄이는 것처럼요.
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6:51 - 6:53실수로 말이죠.
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6:54 - 6:55이게 가능할까요?
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6:56 - 7:00실제로 현업에서는 이와
매우 유사한 과정이 있습니다. -
7:00 - 7:03포토리소그래피라는 것입니다.
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7:03 - 7:07포토리소그래피에서,
우리는 전자기 방사선을 가지고, -
7:07 - 7:09아니면 빛이라고 부르기도 하죠.
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7:09 - 7:11빛을 이용하여 회로를 축소시킵니다.
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7:11 - 7:15그래서 더 많은 회로를 작은 공간에
밀어 넣을 수 있습니다. -
7:18 - 7:19이 공정에 대해 알아봅시다.
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7:20 - 7:22먼저 빛에 민감한 필름이 있는
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7:22 - 7:25기판이 필요합니다.
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7:25 - 7:28그 위에 미세한
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7:28 - 7:30원하는 회로 패턴의
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7:30 - 7:34마스크를 올려 놓습니다.
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7:34 - 7:38그 후 밝은 빛에 노출시키고
마스크에 빛을 쪼입니다. -
7:38 - 7:41이로 인해 표면에
패턴의 그림자가 생성됩니다. -
7:42 - 7:45빛을 받은 부분에서
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7:45 - 7:48화학 반응이 일어납니다.
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7:48 - 7:53이를 통해 패턴 모양이
기판에 형성됩니다. -
7:53 - 7:55그럼 형성된 패턴 모양에서
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7:55 - 7:57어떻게 선명하고 미세한 패턴을
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7:57 - 8:00나타나게끔 할 수 있는지
궁금하실 겁니다. -
8:00 - 8:02이를 위해 현상액이라는 화학 약품을
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8:02 - 8:04사용해야 합니다.
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8:04 - 8:06현상액은 특별합니다.
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8:06 - 8:10현상액은 빛에 노출되지 않은 부분을
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8:10 - 8:12선택적으로 제거하여
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8:12 - 8:15선명하고 미세한
원하는 회로 패턴을 남기고 -
8:15 - 8:17우리의 소형화된 기기가
작동하도록 합니다. -
8:18 - 8:22우리의 기기를 만들기 위해서,
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8:22 - 8:25그리고 기기의 크기를 줄이기 위해
화학을 이용했습니다. -
8:26 - 8:29화학이 진정한 영웅이라고
여러분을 설득한 것 같군요. -
8:29 - 8:30그럼 끝내도 되겠네요.
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8:31 - 8:32(박수)
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8:32 - 8:33잠시만요, 안 끝났어요.
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8:33 - 8:35너무 빠르지 않게 합시다.
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8:35 - 8:37우리는 모두 인간이니까요.
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8:37 - 8:40인간으로서, 전 항상
더 많은 것을 원하죠. -
8:40 - 8:42스마트폰으로 더 많은 일을 하기 위해
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8:42 - 8:44화학을 이용하는 방법을
생각해 봅시다. -
8:46 - 8:50우리는 소위 5G라고 불리는
또는 다가올 5세대 무선 통신을 -
8:50 - 8:53원한다고 이야기하고 있습니다.
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8:53 - 8:56요즘 광고에서 등장하고 있는
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8:56 - 8:585G에 대해 들어보셨을 거예요.
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8:59 - 9:01아니면 2018년 동계 올림픽에서
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9:01 - 9:03보셨을 수도 있고요.
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9:04 - 9:065G에 대해 가장 흥미로운 점은
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9:06 - 9:10늦어서 비행기를 타려고 뛰어갈 때
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9:10 - 9:13영화를 40초 만에 다운로드할 수
있다는 것입니다. -
9:13 - 9:1540분이 아니라요.
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9:16 - 9:18그런데 진정한 5G가 있으면
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9:18 - 9:20많은 영화를 다운로드하는 것보다
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9:20 - 9:21더 많은 일이 가능해요.
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9:22 - 9:25그럼 왜 진정한 5G가 아직 없을까요?
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9:26 - 9:28작은 비밀 하나를 알려드릴게요.
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9:28 - 9:31대답하기 매우 쉬운 문제예요.
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9:31 - 9:33하는 것 자체가 어려워서입니다.
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9:34 - 9:375G 기기를 만드는데
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9:37 - 9:39기존의 물질과 구리를 이용하면
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9:39 - 9:42신호는 최종 목적지까지
도달할 수 없습니다. -
9:44 - 9:48기존에 우리는 구리선을 지지하는
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9:48 - 9:51거친 절연 층을 사용했습니다.
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9:51 - 9:53벨크로 접착포에 대해 생각해 보세요.
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9:53 - 9:57접착포가 서로 달라붙도록
표면이 거칩니다. -
9:58 - 10:01이 점은 매우 중요합니다.
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10:01 - 10:02박스에서 스마트폰을 꺼내
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10:02 - 10:04거기에 앱을 설치하는 시간보다
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10:04 - 10:06스마트폰이 오래 유지되길 바란다면요.
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10:07 - 10:09그런데 이 거친 면이
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10:10 - 10:13문제를 일으킵니다.
빠른 속도의 5G에서 -
10:13 - 10:17신호는 거친 면과 가까이
이동해야 합니다. -
10:17 - 10:21그래서 최종 목적지 도달 전에
사라지게 되죠. -
10:22 - 10:24산맥에 대해 생각해 보세요.
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10:24 - 10:28산에 오르는 길이 복잡하면
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10:28 - 10:30여러분은 다른 길로
돌아가려 할 것입니다. -
10:30 - 10:32그렇지 않나요?
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10:32 - 10:35시간이 매우 오래 걸릴 수도 있고
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10:35 - 10:37길을 잃을 수도 있어요.
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10:37 - 10:40산을 오르락 내리락해야 한다면요.
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10:40 - 10:42평평한 터널을 따라
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10:42 - 10:45쭉 가는 게 아니라요.
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10:45 - 10:475G 기기에서도 마찬가지입니다.
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10:47 - 10:50우리가 이 거친 면을 제거하면,
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10:50 - 10:525G 신호를 중단 없이
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10:52 - 10:54똑바로 보낼 수 있습니다.
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10:54 - 10:55꽤 좋게 들리죠?
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10:56 - 10:57그런데 기다려 보세요.
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10:57 - 11:01달라붙게 하는데 거친 면이
필요하다고 방금 말씀드렸죠? -
11:01 - 11:04그걸 제거하면, 구리는 하부 기판에
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11:04 - 11:06붙어있지 않을 것입니다.
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11:08 - 11:10서로 맞물려 끼워진 레고 블록으로
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11:10 - 11:15집을 짓는 걸 생각해 보세요.
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11:15 - 11:17매끄러운 블록이 아니라요.
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11:17 - 11:21두 살 된 아이가 와서
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11:21 - 11:24고질라 놀이를 하려고 때려 부수면
둘 중 어떤 게 -
11:24 - 11:26더 구조적으로 견고할까요?
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11:27 - 11:30매끄러운 블록에
접착제를 바르면요? -
11:31 - 11:34그것이 바로 산업이
기다리고 있는 것입니다. -
11:34 - 11:37화학자들이 구리선을 위한
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11:37 - 11:40향상된 접착력이 내재된
매끈한 표면을 -
11:40 - 11:42설계하길 기다리고 있어요.
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11:42 - 11:44이 문제를 해결하면,
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11:44 - 11:46이 문제를 해결해낼 겁니다.
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11:46 - 11:48그러면 물리학자 및
엔지니어와 협력하여 -
11:48 - 11:515G의 모든 문제를 해결할 것입니다.
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11:51 - 11:55그럼 엄청나게 많은 분야에서
응용될 수 있어요. -
11:55 - 11:58자율 주행 자동차도
개발할 수 있어요. -
11:58 - 12:01데이터 네트워크가 속도와
-
12:01 - 12:05그에 필요한 정보의 양을
처리할 수 있기 때문이죠. -
12:05 - 12:08상상력을 동원해 봅시다.
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12:08 - 12:12땅콩 알레르기가 있는 친구와
식당에 간다고 상상해 볼게요. -
12:12 - 12:13스마트폰을 꺼내서
-
12:14 - 12:15음식 위에 흔들면
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12:15 - 12:17우리에게
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12:17 - 12:20정말 중요한 질문에 답을 해줍니다.
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12:20 - 12:23먹어도 안전한지 위험한지를 말이죠.
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12:24 - 12:27또는 우리에 대한 정보를
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12:27 - 12:30잘 처리해줘서
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12:30 - 12:33우리의 개인 트레이너가
될 수도 있어요. -
12:33 - 12:36가장 효과적으로 칼로리를
태우는 방법을 알려줄 겁니다. -
12:36 - 12:38제가 11월에
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12:38 - 12:40몇 키로를 감량하려고 했을 때
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12:40 - 12:43그 방법을 알려주는 기기가
있었으면 좋았을 거예요. -
12:45 - 12:47이를 표현할 다른 방법을 모르겠네요.
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12:47 - 12:49화학이 정말 멋지다는 말밖에는요.
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12:49 - 12:53화학은 모든 전자 기기들이
작동하도록 합니다. -
12:53 - 12:57다음에 문자를 보내거나 셀카를 찍을 때
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12:57 - 13:00열심히 일하는 원자들에 대해
생각해 보세요. -
13:00 - 13:02그리고 곧 다가올 혁신에 대해서도요.
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13:03 - 13:04어쩌면
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13:04 - 13:07이 강연을 듣고 계신
여러분 중 누군가가 -
13:07 - 13:09여러분의 모바일 기기 상에서
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13:09 - 13:11화학 대장님의 조수가 되길
-
13:11 - 13:12바랄지도 모르죠.
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13:12 - 13:16화학은 전자 기기의
진정한 영웅이니까요. -
13:16 - 13:18경청해 주셔서 감사합니다.
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13:18 - 13:20화학에도 감사를 표합니다.
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13:20 - 13:23(박수)
- Title:
- 스마트폰을 작동시키는 놀라운 화학
- Speaker:
- 캐시 멀저(Cathy Mulzer)
- Description:
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스마트폰이 어떻게 작동하는지 궁금해 보신 적 있나요? 과학자 캐시 멀저와 함께 원자 단계까지 여행을 떠나보세요. 고성능 기기의 거의 모든 부품이 사람들이 흔히 생각하는 실리콘 밸리 기업가가 아닌 화학자 덕분에 존재한다고 합니다. 캐시 멀저에 따르면 "화학은 전자 통신의 진정한 영웅"입니다.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 13:36
Jihyeon J. Kim approved Korean subtitles for The incredible chemistry powering your smartphone | ||
Jihyeon J. Kim accepted Korean subtitles for The incredible chemistry powering your smartphone | ||
Jihyeon J. Kim edited Korean subtitles for The incredible chemistry powering your smartphone | ||
Jihyeon J. Kim rejected Korean subtitles for The incredible chemistry powering your smartphone | ||
Hyojin Kim accepted Korean subtitles for The incredible chemistry powering your smartphone | ||
Hyojin Kim edited Korean subtitles for The incredible chemistry powering your smartphone | ||
Sukyung Choi edited Korean subtitles for The incredible chemistry powering your smartphone | ||
Sukyung Choi edited Korean subtitles for The incredible chemistry powering your smartphone |