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Como os smartphones realmente funcionam

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    Quando comecei o ensino médio
    com meu celular Nokia,
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    pensei ter o substituto mais legal
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    para meu velho walkie-talkie rosa.
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    Com a vantagem de que eu poderia
    enviar mensagens e ligar para meus amigos
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    de onde estivesse,
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    em vez de fingirmos,
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    como quando brincávamos no nosso quintal.
  • 0:20 - 0:22
    Serei honesta:
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    até então, eu não havia pensado
    em como esses aparelhos eram feitos.
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    Eles só apareciam numa manhã de Natal.
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    Então, talvez fossem feitos
    pelos elfos do Papai Noel.
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    Farei uma pergunta a vocês:
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    quem seriam os elfos
    que produzem esses aparelhos?
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    Se perguntar a muitas pessoas que conheço,
  • 0:42 - 0:45
    elas diriam que são engenheiros
    de software do Vale do Silício,
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    trabalhando com códigos.
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    Mas muito deve ser feito a esses aparelhos
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    antes de estarem prontos para codificação.
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    A produção deles começa num nível atômico.
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    Se vocês me perguntassem,
  • 0:57 - 1:00
    eu diria que os elfos são os químicos.
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    Exatamente, os químicos.
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    A química é a heroína
    das comunicações eletrônicas.
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    E minha meta é convencer vocês
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    a concordarem comigo.
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    Vamos começar pelo básico
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    e olharmos dentro desses aparelhos
    incrivelmente viciadores.
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    Porque sem a química,
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    essa autoestrada da informação que amamos
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    seria somente um peso de papel
    reluzente e bem caro.
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    A química viabiliza todas essas camadas.
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    Vamos começar pela tela.
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    Como acham que conseguimos essas cores
    tão vivas e luminosas que amamos tanto?
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    Então, digo a vocês:
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    há polímeros orgânicos integrados na tela
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    que captam a energia e a transformam
    nas cores azul, vermelho e verde
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    que curtimos nas nossas fotos.
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    E se observarmos a bateria?
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    Aqui temos uma pesquisa intensa.
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    Como será que usam os princípios químicos
    das baterias tradicionais
  • 2:01 - 2:05
    e os integram aos novos eletrodos
    de alta área de superfície,
  • 2:05 - 2:08
    para podermos ter maior carga
    em menos espaço,
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    para que o nosso aparelho
    possa carregar o dia inteiro,
  • 2:11 - 2:13
    enquanto tiramos "selfies",
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    sem ter que deixá-lo carregando
    ou ficarmos presos à tomada?
  • 2:18 - 2:21
    E se observarmos os adesivos
    que unem todas as partes,
  • 2:22 - 2:25
    para que possam suportar o uso frequente?
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    Afinal, como uma "millennial",
  • 2:27 - 2:30
    tenho que checar meu celular
    pelo menos umas 200 vezes ao dia.
  • 2:30 - 2:34
    E, nesse processo,
    deixá-lo cair duas ou três vezes.
  • 2:36 - 2:38
    Mas qual é o verdadeiro
    cérebro desses aparelhos?
  • 2:38 - 2:42
    O que faz com que eles trabalhem
    do modo que adoramos?
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    Tudo isso tem a ver com componentes
    elétricos e circuitos embutidos
  • 2:46 - 2:49
    numa placa de circuito impresso.
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    Talvez prefiram a palavra "placa-mãe",
    da qual já devem ter ouvido falar.
  • 2:55 - 2:58
    Não se fala muito
    dessa placa de circuitos,
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    e, honestamente, não sei por quê.
  • 3:01 - 3:03
    Talvez por ser a camada mais feia,
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    escondida abaixo de todas
    as camadas mais bonitas.
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    Mas chegou a hora
    dessa camada "Clark Kent"
  • 3:10 - 3:14
    receber o troféu "Superman" que merece.
  • 3:14 - 3:16
    Pergunto a vocês:
  • 3:16 - 3:19
    o que é uma placa de circuito impresso?
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    Considerem a seguinte metáfora:
  • 3:21 - 3:24
    pensem na cidade onde vocês moram.
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    Vocês têm alguns lugares de interesse:
  • 3:27 - 3:30
    sua casa, trabalho, restaurantes,
  • 3:30 - 3:33
    algumas Starbucks em cada esquina.
  • 3:33 - 3:36
    Então as ruas são construídas
    para conectar esses lugares.
  • 3:38 - 3:40
    A placa de circuito impresso é isso.
  • 3:40 - 3:43
    Só que, em vez restaurantes, por exemplo,
  • 3:43 - 3:46
    temos transistores nos chips,
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    capacitores, resistores
    e outros componentes elétricos
  • 3:51 - 3:54
    que precisam se comunicar entre si.
  • 3:54 - 3:56
    E o que seriam nossas autoestradas?
  • 3:56 - 3:59
    Bem, criamos minúsculos fios de cobre.
  • 4:00 - 4:04
    Então, a próxima pergunta
    é como eles são fabricados?
  • 4:04 - 4:06
    Eles são muito pequenos.
  • 4:06 - 4:09
    Será que basta ir
    a uma loja de ferramentas,
  • 4:09 - 4:12
    comprar alguns fios de cobre,
    um cortador de fios,
  • 4:12 - 4:15
    cortar aqui e ali, serrar tudo e, pronto,
  • 4:15 - 4:17
    temos uma placa de circuito impresso?
  • 4:17 - 4:19
    Sem chance.
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    Esses fios são muito pequenos para isso.
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    Então, temos que nos apoiar
    na nossa amiga: a química.
  • 4:26 - 4:30
    O processo químico da produção
    de microfios de cobre
  • 4:30 - 4:31
    é aparentemente fácil.
  • 4:32 - 4:34
    Começamos com uma solução
  • 4:34 - 4:37
    de esferas de cobre
    carregadas positivamente.
  • 4:37 - 4:41
    Uma placa de circuito impresso
    isolante é adicionada.
  • 4:41 - 4:45
    E alimentamos essas esferas
    carregadas positivamente
  • 4:45 - 4:49
    com elétrons carregados negativamente
    com a adição de formaldeído à mistura.
  • 4:49 - 4:51
    Devem se lembrar dele.
  • 4:51 - 4:53
    O cheiro característico
  • 4:53 - 4:56
    usado para preservar sapos
    nas aulas de biologia.
  • 4:56 - 4:59
    Acontece que podemos usá-lo
    para mais do que isso,
  • 4:59 - 5:03
    e é o componente-chave
    para fabricar microfios de cobre.
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    Os elétrons do formaldeído são conduzidos
  • 5:08 - 5:12
    a saltar nas esferas de cobre
    carregadas positivamente.
  • 5:12 - 5:17
    E isso se deve a um processo
    chamado reação redox.
  • 5:17 - 5:20
    E, quando ele acontece,
    podemos fazer com que as esferas
  • 5:20 - 5:22
    positivamente carregadas
  • 5:22 - 5:25
    se tornem cobre brilhante, reluzente,
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    metálico e condutor.
  • 5:29 - 5:32
    E, uma vez que temos o cobre condutor,
    estamos a todo vapor.
  • 5:32 - 5:36
    E podemos fazer os componentes
    elétricos se comunicarem entre si.
  • 5:36 - 5:39
    Obrigada, mais uma vez, química.
  • 5:39 - 5:45
    E vamos refletir sobre o quanto
    chegamos longe com a química.
  • 5:45 - 5:48
    Obviamente, em comunicações eletrônicas,
  • 5:48 - 5:50
    o tamanho importa.
  • 5:50 - 5:53
    Vamos pensar em quanto
    podemos diminuir nossos aparelhos.
  • 5:53 - 5:57
    Podemos ir dos celulares da década de 1990
  • 5:57 - 6:02
    até algo um pouco mais compacto
    como celulares atuais, que cabem no bolso.
  • 6:02 - 6:04
    Mas, sejamos honestos:
  • 6:04 - 6:07
    nada cabe nos bolsos das calças femininas,
  • 6:07 - 6:10
    isso se você encontrar calças com bolsos.
  • 6:10 - 6:12
    (Risos)
  • 6:12 - 6:14
    E não acho que a química
    possa resolver esse problema.
  • 6:17 - 6:20
    Mas, mais importante que diminuir
    o tamanho do aparelho em si,
  • 6:20 - 6:24
    é como diminuir seu circuito elétrico
    e deixá-lo 100 vezes menor,
  • 6:24 - 6:30
    para passar um circuito de uma escala
    micro para nanométrica?
  • 6:31 - 6:35
    Vamos admitir: todos nós queremos
    celulares mais potentes e rápidos.
  • 6:36 - 6:40
    Maior potência e rapidez
    requer mais circuitos.
  • 6:41 - 6:43
    Como fazemos isso?
  • 6:43 - 6:47
    Não temos raios mágicos
    redutores eletromagnéticos
  • 6:47 - 6:50
    como o do professor Wayne Szalinski
    de "Querida, Encolhi as Crianças",
  • 6:50 - 6:53
    que encolheu os filhos dele,
    acidentalmente, claro.
  • 6:54 - 6:55
    Ou temos?
  • 6:56 - 6:58
    Na verdade, nessa área,
  • 6:58 - 7:00
    há um processo muito similar
  • 7:00 - 7:03
    chamado de fotolitografia.
  • 7:03 - 7:07
    Nele, usamos radiação eletromagnética,
  • 7:07 - 7:09
    que tendemos a chamar de luz,
  • 7:09 - 7:12
    e a usamos para encolher algumas
    partes do circuito.
  • 7:12 - 7:16
    Então, podemos colocar mais deles
    em um espaço bem pequeno.
  • 7:18 - 7:19
    Acontece assim:
  • 7:20 - 7:22
    tudo começa com um substrato
  • 7:22 - 7:25
    que tem um filme fotossensível
  • 7:25 - 7:27
    e, então, o cobrimos com uma película,
  • 7:27 - 7:30
    com um padrão de linhas e detalhes tênues
  • 7:30 - 7:33
    que farão com que o celular
    funcione como queremos.
  • 7:34 - 7:38
    E, então, a expomos à luz intensa
    que reluz através da película,
  • 7:38 - 7:41
    e cria uma sombra do padrão na superfície.
  • 7:42 - 7:45
    Sempre que a luz passar pela película
  • 7:45 - 7:48
    uma reação química vai acontecer.
  • 7:48 - 7:52
    Isso vai queimar a imagem
    desse padrão no substrato.
  • 7:53 - 7:55
    E a pergunta que fariam é:
  • 7:55 - 7:59
    "Como passamos de imagens queimadas
    a linhas refinadas e detalhes claros?"
  • 8:00 - 8:02
    Para isso, usamos uma solução química
  • 8:02 - 8:04
    chamada revelador.
  • 8:04 - 8:06
    E ele é especial.
  • 8:06 - 8:11
    Ele remove seletivamente
    todas as áreas não expostas,
  • 8:11 - 8:14
    deixando as linhas refinadas
    e detalhes limpos,
  • 8:14 - 8:18
    fazendo com que nossos aparelhos
    em miniatura funcionem.
  • 8:19 - 8:22
    Então, usamos a química
    para construir nossos aparelhos,
  • 8:22 - 8:25
    e também para diminuí-los.
  • 8:25 - 8:29
    Então, provavelmente os convenci
    que a química é a verdadeira heroína.
  • 8:29 - 8:30
    E podemos encerrar aqui.
  • 8:30 - 8:32
    (Aplausos)
  • 8:32 - 8:34
    Esperem, ainda não acabei!
  • 8:34 - 8:35
    Não tão rápido!
  • 8:35 - 8:39
    Porque somos seres humanos
    e, como tal, sempre queremos mais.
  • 8:40 - 8:45
    Vamos pensar em como usar a química
    para fazer mais pelos aparelhos.
  • 8:45 - 8:50
    Agora nos dizem que queremos
    algo chamado 5G,
  • 8:50 - 8:52
    ou a prometida quinta geração de wireless.
  • 8:53 - 8:58
    Vocês já devem ter ouvido falar do 5G
    em comerciais que começaram a aparecer.
  • 8:59 - 9:03
    Ou talvez alguns de vocês até já o usaram
    nas Olimpíadas de Inverno de 2018.
  • 9:04 - 9:06
    O que mais me impressiona com o 5G
  • 9:06 - 9:10
    é que, quando estou atrasada,
    saindo de casa para pegar um avião,
  • 9:10 - 9:15
    posso baixar filmes no meu aparelho
    em 40 segundos em vez de 40 minutos.
  • 9:16 - 9:18
    Mas quando tivermos 5G de verdade,
  • 9:18 - 9:22
    vai ser muito mais do que
    quantos filmes vamos baixar.
  • 9:22 - 9:26
    A questão é por que o verdadeiro 5G
    não é realidade?
  • 9:26 - 9:28
    Vou contar um segredo.
  • 9:28 - 9:30
    É muito fácil responder.
  • 9:31 - 9:33
    É simplesmente difícil de se fazer.
  • 9:34 - 9:39
    Se usarmos materiais tradicionais e cobre
    para construir aparelhos 5G,
  • 9:39 - 9:42
    o sinal não chega a seu destino final.
  • 9:44 - 9:45
    Tradicionalmente,
  • 9:45 - 9:51
    utilizamos camadas insuladoras ásperas
    para suportar fios de cobre.
  • 9:51 - 9:53
    Imaginem fixadores de velcro.
  • 9:53 - 9:57
    É a aspereza das duas partes
    que as fazem permanecer unidas.
  • 9:58 - 10:01
    Isso é muito importante,
    se você quer um aparelho
  • 10:01 - 10:04
    que dure mais do que leva
    pra você tirá-lo da caixa
  • 10:04 - 10:06
    e começar a instalar aplicativos.
  • 10:07 - 10:10
    Mas essa aspereza causa um problema.
  • 10:10 - 10:13
    Nas altas velocidades do 5G,
  • 10:13 - 10:17
    o sinal tem que caminhar
    perto dessa aspereza,
  • 10:17 - 10:21
    o que faz com que ele se perca
    antes de chegar ao destino final.
  • 10:22 - 10:24
    Imaginem uma cordilheira
  • 10:24 - 10:27
    com um complexo sistema de estradas
    que a atravessam,
  • 10:27 - 10:30
    e você precisa chegar do outro lado.
  • 10:30 - 10:32
    Precisamos concordar
  • 10:32 - 10:34
    que provavelmente levaria muito tempo,
  • 10:35 - 10:37
    e você talvez se perderia,
  • 10:37 - 10:39
    se tivesse que subir e descer
    todas as montanhas,
  • 10:40 - 10:44
    em vez de perfurar um túnel,
    que poderia seguir em linha reta.
  • 10:45 - 10:47
    Acontece o mesmo com os aparelhos 5G.
  • 10:47 - 10:50
    Se pudéssemos remover essa aspereza,
  • 10:50 - 10:54
    poderíamos enviar o sinal 5G
    de modo direto e ininterrupto.
  • 10:54 - 10:55
    Muito bom, não é?
  • 10:56 - 10:57
    Mas espera.
  • 10:57 - 10:59
    Não acabei de dizer
    que precisamos da aspereza
  • 10:59 - 11:01
    para manter esse aparelho unido?
  • 11:01 - 11:06
    E, retirando a aspereza, o cobre
    não aderiria mais ao substrato.
  • 11:07 - 11:10
    Imaginem construir
    uma casa com peças de Lego,
  • 11:10 - 11:14
    com todos os formatos que se encaixam,
  • 11:15 - 11:17
    ao contrário de blocos lisos.
  • 11:17 - 11:21
    Qual dos dois terá
    mais integridade estrutural
  • 11:21 - 11:24
    quando a criança de dois anos
    entrar correndo, fingindo ser o Godzilla.
  • 11:24 - 11:26
    e derrubando tudo?
  • 11:27 - 11:30
    Ou e se colocássemos cola
    nesses blocos lisos?
  • 11:31 - 11:34
    É isso que a indústria está esperando:
  • 11:34 - 11:37
    que químicos projetem
    superfícies niveladas
  • 11:37 - 11:42
    com maior aderência intrínseca
    para alguns dos fios de cobre.
  • 11:42 - 11:46
    E quando solucionarmos
    esse problema, e vamos,
  • 11:46 - 11:48
    trabalharemos com físicos e engenheiros
  • 11:48 - 11:51
    para resolver todos os desafios do 5G.
  • 11:51 - 11:54
    Então o número de aplicações vai disparar.
  • 11:54 - 11:57
    Sim, teremos coisas como carros autônomos,
  • 11:57 - 12:01
    porque a rede de dados
    suportará as velocidades
  • 12:01 - 12:04
    e a quantidade de informações
    necessárias para que isso aconteça.
  • 12:04 - 12:06
    Mas vamos começar a usar a imaginação.
  • 12:07 - 12:11
    Posso imaginar ir a um restaurante
    com um amigo alérgico a amendoim,
  • 12:11 - 12:13
    pegar meu celular,
  • 12:13 - 12:15
    passá-lo sobre a comida,
  • 12:15 - 12:20
    e a comida nos dá uma resposta
    muito importante para a pergunta:
  • 12:20 - 12:23
    mortal ou seguro para comer?
  • 12:24 - 12:27
    Ou talvez nosso dispositivo será tão bom
  • 12:27 - 12:32
    em processar informações sobre nós,
    que se tornará nosso "personal trainer".
  • 12:32 - 12:36
    E ele saberá o modo mais eficiente
    para queimarmos calorias.
  • 12:36 - 12:38
    Sei que em novembro,
  • 12:38 - 12:41
    quando estiver tentando perder
    os quilos que ganhei na gravidez,
  • 12:41 - 12:44
    adoraria um aparelho que pudesse
    me dizer como fazer isso.
  • 12:44 - 12:49
    Realmente não sei de que outro modo dizer
    que a química é simplesmente fantástica.
  • 12:49 - 12:53
    E possibilita todos
    esses aparelhos eletrônicos.
  • 12:53 - 12:55
    Então da próxima vez
    que enviar uma mensagem
  • 12:55 - 12:57
    ou tirar uma selfie,
  • 12:57 - 12:59
    pensem em todos os átomos
    que trabalham duro
  • 12:59 - 13:02
    e na inovação por trás deles.
  • 13:03 - 13:04
    Quem sabe?
  • 13:04 - 13:07
    Talvez alguns de vocês
    assistindo a essa palestra,
  • 13:07 - 13:09
    em seu dispositivo móvel,
  • 13:09 - 13:11
    decidam que querem ser auxiliares
  • 13:11 - 13:13
    da Capitã Química,
  • 13:13 - 13:16
    a verdadeira heroína
    dos dispositivos eletrônicos.
  • 13:16 - 13:18
    Obrigada pela atenção
  • 13:18 - 13:20
    e obrigada, química!
  • 13:20 - 13:22
    (Aplausos)
Title:
Como os smartphones realmente funcionam
Speaker:
Cathy Mulzer
Description:

Já imaginou como o seu smartphone funciona? Faça uma jornada até o nível atômico com a cientista Cathy Mulzer, que revela como quase todos os componentes de nossos dispositivos de alta potência existem graças aos químicos, e não aos empreendedores do Vale do Silício, que vêm à mente da maioria das pessoas. Como ela diz: "A química é a heroína das comunicações eletrônicas".

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Video Language:
English
Team:
TED
Project:
TEDTalks
Duration:
13:36

Portuguese, Brazilian subtitles

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