-
Title:
Како навистина работат паметните телефони
-
Description:
Дали некогаш сте се прашувале како работи вашиот паметен телефон? Дојдете на патување до атомско ниво со научничката Кејти Мулцер, која открива како речиси секоја компонента од нашите високо-напоени уреди постои благодарение на хемичарите - не на претприемачите од Силиконската Долина на кои многумина помислуваат. Како што таа вели „Хемијата е вистинскиот херој на електронските комуникации".
-
Speaker:
Кејти Мулзер
-
Кога истрчав кон моето училиште
со мојот нов Нокиа телефон,
-
мислев дека ја имам новата, најкул
замена
-
за мојот стар, розев воки-токи.
-
Само што сега, моите пријатели и јас
можевме да разговараме
-
каде и да бевме,
-
наместо да се преправаме,
-
додека трчавме во нашите дворови.
-
Сега, ќе бидам искрена.
-
Тогаш не размислував многу за тоа
како се направени овие уреди.
-
Тие имаа тенденција да се покажат
на Божиќ наутро,
-
па можеби беа правени од џуџињата во
работилницата на Дедо Мраз.
-
Да ви поставам едно прашање.
¶
-
Кои мислите дека се вистинските џуџиња кои
ги направиле овие уреди?
-
Ако прашам многу од луѓето кои ги знам,
-
би рекле тоа се софтверските инженери
во дуксери од Силиконската Долина,
-
кои програмираат.
-
Но,многу нешта треба да поминат уредите
-
пред да бидат спремни за било каков код.
-
Овие уреди почнуваат на атомско ниво.
-
Па ако ме прашате мене,
-
вистинските џуџиња се хемичарите.
-
Точно така, реков хемичарите.
-
Хемијата е херојот на електронските
комуникации.
-
И мојата цел денес е да ве убедам
-
да се согласите со мене.
-
Во ред, да почнеме едноставно
¶
-
и да погледнеме внатре во овие
неверојатно заразни уреди.
-
Бидејќи без хемија,
-
тоа што е информацискиот автопат кој го
сакаме
-
ќе беше само многу скап, светкав
предмет.
-
Хемијата ги овозможува сите овие слоеви.
-
Ајде да почнеме со дисплејот.
-
Што мислите, како ги добиваме
-
тие светли, живи бои
-
кои толку ги сакаме?
-
Па, ќе ви кажам.
-
Има органски полимери сврзани во
дисплејот,
-
кои можат да земат електрицитет и да го
претворат во синото, црвеното и зеленото
-
во кое уживаме на нашите слики.
-
Што ако продолжиме кон батеријата?
¶
-
Тоа е многу интензивно истражување.
-
Како да ги земеме хемиските својства на
традиционалните батерии
-
и да ги поврземе со нови електроди
со голема површина,
-
за да собереме повеќе напон
во мала стапка простор,
-
за да ги напојуваме нашите уреди
цел ден,
-
кога се сликаме селфи,
-
без да мора да ги надополниме нашите
батерии
-
или да седиме до електричен штек?
-
Што ако ги земеме лепилата кои
поврзуваат сѐ,
¶
-
за да ја издржат нашата
честа употреба?
-
После сѐ, како милениалец,
-
јас морам да го земам мојот мобилен
најмалку 200 пати дневно за да го проверам
-
и притоа да ми падне 2 до 3 пати.
-
Но кои се вистинските мозоци на овие
уреди?
¶
-
Што ги прави да работат на начин
кој толку го сакаме?
-
Па, сето тоа има врска со електрични
компоненти и кола
-
кои се врзани на испечатено струјно коло.
-
Или можеби преферирате биолошка
метафора -
-
матична плоча,
можеби сте слушнале за тоа.
-
Вака, многу не се зборува за печатеното
струјно коло.
-
И ќе бидам искрена,
не знам зошто е така.
-
Можеби бидејќи е најмалку
секси слој
-
и е скриен зад сите тие слоеви со
елегантен изглед.
-
Но време е да му дадеме на овој
Кларк Кент слој
-
пофалба вредна за Супермен која ја
заслужува.
-
И ќе ви поставам прашање,
¶
-
што мислите дека е печатено
коло?
-
Па, замислете метафора.
-
Размислете за градот во кој живеете.
-
Ги имате сите овие точки на интерес
до кои сакате да стигнете:
-
вашиот дом, вашата работа, ресторани,
-
неколку Старбакс во секоја населба.
-
Па градиме патишта кои ги
поврзуваат сите нив.
-
Тоа е печатено струјно коло.
-
Освен тоа што наместо работи како
ресторани,
-
имаме транзистори на чипови,
-
кондензатори, отпорници,
-
сите овие електрични компоненти
-
кои треба да најдат начин како
да зборуваме еден со друг.
-
И кои се нашите патишта?
-
Па, ние градиме мали, бакарни жици.
-
-
како ги правиме овие мали бакарни жици?
-
Тие се навистина мали.
-
Може ли да одиме до продавницата за
хардвер,
-
да земеме бакарна жица,
-
земеме неколку сечачи на жица, малку да
сецнеме,
-
сошиеме и потоа, бам-
го добиваме печатеното струјно коло?
-
Нема шанси.
-
Овие жици се премали за тоа.
-
Па мора да се потпреме на нашиот
пријател: хемијата.
-
Сега, хемискиот процес за да се направат
овие мали бакарни жици
¶
-
е навидум едноставен.
-
Почнуваме со раствор
-
на позитивно наелектризирани бакарни
сфери.
-
Па го додаваме на изолирано, испечатено
струјно коло.
-
И ги храниме тие позитивно
наелектризирани сфери
-
со негативно наелектризирани
електрони
-
со додавање на формалдехид на смесата.
-
Па можеби се сеќавате на формалдехид.
-
Има многу посебен мирис
-
и се користи за да се презервираат жаби
на биологија.
-
Па излегува дека може да направи
многу повеќе од тоа.
-
И е навистина клучен компонент
-
во правење на овие мали бакарни жици.
-
Гледате, електроните на формалдехидот
имаат стремеж.
-
Сакаат да ги прескокнат позитивно
наелектризираните бакарни сфери.
-
И тоа е поради процесот познат како
редокс хемија.
-
Кога тоа се случува,
-
ги земаме овие позитивно наелектризирани
бакарни сфери
-
и ги претвараме во светол,
-
сјаен, метален и спроводлив бакар.
-
И кога имаме спроводлив бакар,
-
тогаш готвиме со гас.
-
Можеме да ги направиме сите тие
електрични делови
-
да зборуваат еден со друг.
-
Па уште едно благодарам на хемијата.
-
-
и да видиме колку далеку сме стигнале
со хемијата.
-
Очигледно, во електронски комуникации,
-
големината е битна.
-
Па ајде да размислиме како би ги намалиле
нашите уреди,
-
за да појдеме од нашите Зек Морис
мобилни од 1990-тите
-
до нешто малку поелегантно,
-
како телефоните на денешницата
кои можат да се стават во џеб.
-
Сепак, ајде да бидеме реални тука:
-
апсолутно ништо не може да собере
џеп на женски панталони,
-
ако можете да најдете пар кој има
џепови.
-
-
И не мислам дека хемијата може да ни
помогне со тој проблем.
¶
-
Но побитно од намалувањето на
уредот,
-
како да го намалиме електричниот
кружок внатре во него,
-
да го намалиме до 100 пати,
-
па да го однесеме од микронското ниво
-
надолу до нанометарскарското ниво.
-
Бидејќи, ајде да се соочиме
-
сега сите сакаме помоќни и побрзи
телефони.
-
Па, за повеќе моќ и брзина ни требаат
повеќе елекрични кружоци.
-
Па како да го направиме ова?
¶
-
Не е како да имаме некој магичен
електромагнетски ласер за намалување
-
каков што користи професорот Вејн
Сцалински во „Душо, ги намалив децата"
-
за да си ги намали своите деца.
-
Случајно, се разбира.
-
Или?
-
Па, всушност, во тоа поле
-
има процес кој е прилично сличен
на тоа.
-
И се вика фотолитографија.
-
Во фотолитографија, земаме
електромагнетна радиација,
-
или тоа што го нарекуваме светлина,
-
и го користиме за да намалиме дел од
електричниот кружок
-
за да собереме повеќе во многу мало
место.
-
-
Па, почнуваме со субстрат
-
кој има филм осетлив на светлина.
-
Потоа го покриваме со маска која има шема
горе
-
на фини линии и својства
-
кои ќе го направат телефонот да работи
на начинот кој го сакаме.
-
Потоа изложуваме силна светлина и
ја пуштаме преку оваа маска,
-
која создава сенка на таа шема на
површината.
-
Па сега, секаде каде што светлината може
да помине низ маската,
-
ќе предизвика хемиска реакција.
-
И тоа ќе ја изгори сликата на таа шема
во супстратот.
-
Па прашањето кое најверојатно го
поставувате е,
¶
-
како од изгорена слика
-
создаваме фини линии и особености?
-
И за тоа, мора да употребиме хемиски
раствор
-
наречен развивач.
-
Сега развивачот е посебен.
-
Тоа што може да направи е да
ги земе сите неизложени делови
-
и да ги избрише селективно,
-
оставајќи зад себе фини линии и
особености
-
и да направи нашите минимализирани
уреди да работат.
-
Па, сме употребиле хемија да ги
изградиме нашите уреди,
¶
-
и ја употребивме да ги намалиме.
-
Па веројатно ве убедив дека хемијата
е вистинскиот херој
-
и би можеле да завршиме таму.
-
-
Чекајте, не сме готови.
¶
-
Не толку брзо.
-
Бидејќи сите сме луѓе.
-
И како човек, јас секогаш сакам повеќе.
-
И сега сакам да размислам за тоа како
да употребам хемија за
-
да екстрахирам повеќе од уред.
-
Сега, ни е кажано дека сакаме нешто
наречено 5G,
¶
-
или ветената петта генерација на
безжичност.
-
Можеби сте слушнале за 5G
-
во реклами кои почнуваат да
се прикажуваат.
-
Или можеби некои од вас го доживеавте
-
на Зимската Олимпијада 2018.
-
Највозбудена сум за 5G
-
зашто кога доцнам, брзајќи од
дома да фатам лет,
-
можам да симнам филмови на мојот уред
за 40 секунди
-
наместо за 40 минути.
-
Но, кога вистинското 5G ќе е тука,
-
ќе биде многу повеќе од тоа
колку филмови
-
ќе може да ставиме на уредот.
-
Па прашањето е, зошто вистинското
5G не е тука?
¶
-
Ќе ви откријам мала тајна.
-
Лесно е да се одговори.
-
Едноставно е тешко да се направи.
-
Гледате, ако користите традиционални
материјали и бакар
-
за да изградите 5G уреди,
-
сигналот не може да стигне до крајната
дестинација.
-
Традиционално, користиме многу груби
изолирачки слоеви
¶
-
за поддржување на бакарните жици.
-
Помислете на Велкро прицврстувачи.
-
Грубоста на двата делови ги прави да се
залепат заедно.
-
Тоа е прилично важно ако сакате уред
-
кој ќе трае подолго
-
отколку што ви треба да го извадите
од кутијата
-
и да почнете да ги инсталирате
сите ваши апликации на него.
-
Но, оваа грубост создава проблем.
¶
-
Гледате, на високите брзини за 5G
-
сигналот мора да помине брзо до таа
грубост.
-
И таа прави тој да се загуби пред да
стигне до крајната дестинација.
-
Помислете на планински ранг.
-
И имате комплексен систем патишта кои
минуваат преку него,
-
и се обидувате да поминете на
другата страна.
-
Нели се согласувате со мене
-
дека веројатно ќе треба многу долго
време
-
и веројатно ќе се изгубите,
-
ако треба да одите околу сите планини
-
наместо да пробиете прав тунел
-
кој би можел да оди право низ планините?
-
Па, истото е со нашите 5G уреди.
-
Ако можеме да ја отстраниме оваа грубост
-
тогаш ќе можеме да го пратиме 5G сигналот
-
право без пречки.
-
Звучи прилично добро, нели?
-
-
Нели само што ви кажав дека ни треба
таа грубост
-
за да го издржиме уредот?
-
И ако ја тргнеме, ние сме во ситуација
каде сега бакарот
-
нема да се залепи на тој основен супстрат.
-
Помислете на градење куќа од
Лего коцки,
-
со сите ќошови и вдлабнатини кои
се спојуваат заедно,
-
наместо мазни градежни тули.
-
Кои од двете ќе има поголем структурен
интегритет
-
кога 2 годишно дете ќе скокне низ
дневната
-
обидувајќи се да одигра Годзила и
да руши сè?
-
Но, што ако ставиме лепак на овие мазни
коцки?
-
Тоа е она што го чека индустријата.
-
Тие чекаат хемичарите да создадат нови,
мазни површини
-
со зголемена природна лепливост
-
за некои од овие бакарни жици.
-
И кога ќе го решиме овој проблем,
¶
-
и ќе го решиме,
-
и ќе работиме со физичари и инженери
-
да ги решиме сите предизвици на 5G,
-
па бројот на апликации вртоглаво ќе се
зголеми.
-
Па да, ќе имаме работи како
самоуправувачки автомобили,
-
бидејќи нашите мрежи на податоци ќе
ги поднесат брзината
-
и количеството информации потребни за
тоа да работи.
-
Но, ајде да употребиме имагинација.
-
Можам да замислам да одам во ресторан
со пријател алергичен на кикитритки,
-
да го извадам телефонот,
-
да го придвижам над храната
-
и храната да ни каже
-
многу важен одговор на прашањето --
-
смртоносно или безбедно за конзумирање?
-
Или можеби нашите уреди ќе станат многу
добри
-
во процесирање информации за нас,
-
па ќе станат како наши лични тренери.
-
И ќе го знаат најефикасниот начин за да
согориме калории.
-
Знам дека ќе дојде ноември,
-
кога ќе се обидам да ги намалам овие
килограми од бременоста,
-
би обожавала уред кој ќе ми каже како да
го направам тоа.
-
Навистина не знам друг начин да кажам,
¶
-
освен дека хемијата е кул.
-
И ги овозможува сите овие електронски
уреди.
-
Па следниот пат кога праќате порака или се
сликате селфи,
-
помислете за сите атоми кои напорно
работат
-
и иновациите кои дошле пред нив.
-
Кој знае,
-
можеби некои од вас кои го слушаат овој
говор,
-
можеби дури и на вашиот мобилен уред,
-
ќе одлучите дека сакате да играте помошник
-
на Капетанот Хемија,
-
вистинскиот херој на електронски уреди.
-
Ви благодарам на вниманието
¶
-
и благодарам на хемијата.
-