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