Como os "smartphones" realmente funcionam
-
0:01 - 0:05Quando entrei no ensino secundário
com o meu novo telemóvel da Nokia, -
0:05 - 0:08pensava que tinha o substituto
novo e mais moderno -
0:08 - 0:11para o meu antigo "walkie-talkie"
cor-de-rosa princesa. -
0:11 - 0:14Só que agora, os meus amigos e eu
podíamos enviar mensagens -
0:14 - 0:16ou falar uns com os outros
onde quer que estivéssemos, -
0:16 - 0:17em vez de fingir,
-
0:17 - 0:20quando corríamos nos nossos quintais.
-
0:20 - 0:22Vou ser honesta.
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0:22 - 0:26Naquela época, eu não pensava muito
sobre como eram feitos estes aparelhos. -
0:26 - 0:29Geralmente apareciam
na manhã de Natal, -
0:29 - 0:32portanto, talvez fossem feitos
pelos elfos na oficina do Pai Natal. -
0:33 - 0:35Vou fazer-vos uma pergunta.
-
0:35 - 0:39Quem acham que são os reais
duendes que fazem estes aparelhos? -
0:39 - 0:42Se eu perguntar isto
a muitas pessoas que conheço, -
0:42 - 0:45dirão que são os engenheiros
informáticos de Silicon Valley, -
0:45 - 0:48que programam os códigos.
-
0:48 - 0:50Mas muito tem de acontecer
a estes dispositivos -
0:50 - 0:53antes de eles estarem preparados
para qualquer tipo de código. -
0:53 - 0:56Estes aparelhos começam
a um nível atómico. -
0:56 - 0:58Então, se me perguntarem,
-
0:58 - 1:01os verdadeiros duendes são os químicos.
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1:01 - 1:04Isso mesmo, eu disse os químicos.
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1:04 - 1:08A química é a heroína
das comunicações eletrónicas. -
1:08 - 1:11E hoje o meu objetivo é convencer-vos
-
1:11 - 1:13a concordarem comigo.
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1:14 - 1:16Vamos começar de forma simples,
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1:16 - 1:20e vejam o interior destes aparelhos
insanamente viciantes. -
1:20 - 1:22Porque, sem química,
-
1:22 - 1:26o que é uma autoestrada
de informação que adoramos, -
1:26 - 1:30seria apenas um pisa-papel
bastante caro e brilhante. -
1:31 - 1:34A química possibilita todas estas camadas.
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1:34 - 1:36Vamos começar pelo ecrã.
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1:36 - 1:39Como acham que conseguimos
estas cores vivas e luminosas -
1:39 - 1:41de que tanto gostamos?
-
1:41 - 1:43Vou dizer-vos.
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1:43 - 1:45Há polímeros orgânicos
incorporados no ecrã, -
1:46 - 1:50que usam a eletricidade, transformando-a
no azul, vermelho e verde -
1:50 - 1:52que apreciamos nas nossas imagens.
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1:53 - 1:55E se mudarmos para a bateria?
-
1:55 - 1:57Há investigação bastante intensa.
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1:58 - 2:01Como é que tiramos partido dos princípios
químicos das baterias tradicionais -
2:01 - 2:05e os juntamos aos novos elétrodos
de alta área de superfície, -
2:05 - 2:08para podermos carregar mais carga
numa pegada mais pequena de espaço, -
2:08 - 2:11para podermos alimentar
os nossos aparelhos o dia todo, -
2:11 - 2:13enquanto tiramos "selfies",
-
2:13 - 2:15sem termos de recarregar as baterias
-
2:15 - 2:17ou sentarmo-nos amarrados a uma tomada?
-
2:18 - 2:21E se passarmos para os adesivos
que ligam isto tudo, -
2:22 - 2:25para poder aguentar
o nosso uso frequente? -
2:25 - 2:27Como sou da geração da Internet,
-
2:27 - 2:30tenho de pegar no meu telemóvel
pelo menos 200 vezes por dia, -
2:30 - 2:34e, ao fazê-lo, deixo-o cair
umas duas a três vezes. -
2:36 - 2:39Mas quais são os verdadeiros
cérebros destes dispositivos? -
2:39 - 2:42O que os faz trabalhar da forma
que tanto gostamos? -
2:42 - 2:45Tudo isso relaciona-se com
componentes elétricos e circuitos -
2:45 - 2:49que estão amarrados a uma
placa de circuito impresso. -
2:49 - 2:51Ou talvez vocês prefiram
uma metáfora biológica -
2:51 - 2:54— a placa-mãe, como talvez
já tenham ouvido dizer. -
2:55 - 2:58Não se fala tanto
em placa de circuito impresso -
2:58 - 3:01e, vou ser franca, não entendo porquê.
-
3:01 - 3:03Se calhar é por ser
a camada menos sensual -
3:03 - 3:07e está escondida sob todas
as outras camadas elegantes. -
3:07 - 3:10Mas está na altura de dar
a esta camada Clark Kent -
3:10 - 3:13o elogio digno de Super-Homem
que ela merece. -
3:14 - 3:16E faço-vos uma pergunta.
-
3:16 - 3:19O que acham que é uma
placa de circuito impresso? -
3:20 - 3:22Considerem uma metáfora.
-
3:22 - 3:24Pensem na cidade em que vivem.
-
3:24 - 3:27Todos têm aqueles pontos de interesse
a que querem chegar: -
3:27 - 3:30a casa, o trabalho, os restaurantes,
-
3:30 - 3:33alguns Starbucks em cada quarteirão.
-
3:33 - 3:37Então construímos estradas
que os conectam todos juntos. -
3:38 - 3:40Isso é o que é uma placa
de circuito impresso. -
3:40 - 3:43Só que em vez de ter coisas
como restaurantes, -
3:43 - 3:47temos transístores em "chips",
-
3:47 - 3:49condensadores, resistências,
-
3:49 - 3:51todos esses componentes elétricos
-
3:51 - 3:54que têm de encontrar uma maneira
de falarem uns com os outros. -
3:54 - 3:56Então, como são as nossas estradas?
-
3:57 - 4:00Nós construímos pequenos fios de cobre.
-
4:01 - 4:02A próxima pergunta é:
-
4:02 - 4:04como é que fazemos estes
pequenos fios de cobre? -
4:04 - 4:06São mesmo pequenos.
-
4:06 - 4:08Será que vamos à loja de ferramentas,
-
4:08 - 4:11pegamos num rolo de fio de cobre,
-
4:11 - 4:14pegamos num alicate,
um pequeno corte aqui, outro ali, -
4:14 - 4:18montamos tudo junto e depois, bang
— temos a placa de circuito impresso? -
4:18 - 4:19De modo algum.
-
4:19 - 4:22Estes fios são demasiado
pequenos para isso. -
4:22 - 4:26Por isso, temos de confiar
na nossa amiga: a química. -
4:27 - 4:30O processo químico para fazer
estes minúsculos fios de cobre -
4:30 - 4:32é aparentemente simples.
-
4:32 - 4:34Começamos com uma solução
-
4:34 - 4:37de esferas de cobre com cargas positivas.
-
4:37 - 4:42Depois, adicionamos-lhes uma placa
de circuito impresso isolante. -
4:42 - 4:45E alimentamos essas esferas
de carga positiva -
4:45 - 4:47com eletrões de carga negativa
-
4:47 - 4:49ao adicionar formaldeído à mistura.
-
4:49 - 4:51Devem-se lembrar do formaldeído.
-
4:51 - 4:53Um odor bastante distinto,
-
4:53 - 4:56usado para preservar as rãs
nas aulas de biologia. -
4:56 - 4:59Acontece que consegue fazer
muito mais do que isso. -
4:59 - 5:01É mesmo uma componente chave
-
5:01 - 5:04para fazer estes fios de cobre minúsculos.
-
5:04 - 5:08Os eletrões em formaldeído têm um impulso.
-
5:08 - 5:12Tentam saltar por cima daquelas
esferas de cobre de carga positiva. -
5:12 - 5:17E tudo isso devido a um processo
conhecido como a química redox. -
5:17 - 5:18Quando isso acontece,
-
5:18 - 5:22podemos pegar nestas esferas
de cobre com carga positiva -
5:22 - 5:28e transformá-las num cobre
brilhante, metálico e condutor. -
5:29 - 5:31E depois de termos cobre condutor,
-
5:31 - 5:32seguimos a todo o vapor.
-
5:33 - 5:35Conseguimos que todos
os componentes elétricos -
5:35 - 5:36falem entre si.
-
5:36 - 5:39Por isso, mais uma vez
obrigada à química. -
5:40 - 5:42Vamos pegar num pensamento
-
5:42 - 5:45e pensar até que ponto
chegámos graças à química. -
5:46 - 5:48Claro, nas comunicações eletrónicas,
-
5:48 - 5:50o tamanho é importante.
-
5:50 - 5:53Por isso, vamos pensar em como
podemos encolher os aparelhos, -
5:53 - 5:57para podermos passar do nosso
telemóvel dos anos 90, à Zack Morris, -
5:57 - 5:59para algo um bocado mais compacto,
-
5:59 - 6:02como os telemóveis de hoje
que cabem no bolso. -
6:02 - 6:04Porém, sejamos honestas:
-
6:04 - 6:07nada consegue caber
nos bolsos das calças das senhoras, -
6:07 - 6:10se é que conseguem encontrar
um par de calças com bolsos. -
6:10 - 6:12(Risos)
-
6:12 - 6:15Acho que a química não consegue
ajudar nesse problema. -
6:17 - 6:20Mas mais importante do que
encolher o aparelho, -
6:20 - 6:23é como encolhemos o circuito dentro dele,
-
6:23 - 6:25e o encolhemos 100 vezes,
-
6:25 - 6:28para podermos fazer passar
o circuito de uma micro-escala -
6:28 - 6:30para uma escala nanométrica.
-
6:31 - 6:32Porque, diga-se a verdade,
-
6:32 - 6:36neste momento, todos queremos
telemóveis mas potentes e rápidos. -
6:36 - 6:40E mais potência e mais rapidez
requerem mais circuitos. -
6:41 - 6:43Então, como fazemos isso?
-
6:43 - 6:47Não temos nenhum raio de encolher,
eletromagnético e mágico, -
6:47 - 6:50como o professor Wayne Szalinski usou
no "Querida, Eu Encolhi os Miúdos" -
6:50 - 6:52para encolher os filhos,
-
6:52 - 6:53por acidente, claro.
-
6:54 - 6:55Ou será que temos?
-
6:56 - 6:58Na verdade, nesta área,
-
6:58 - 7:01há um processo bastante
semelhante a isso -
7:01 - 7:03que se chama fotolitografia.
-
7:04 - 7:07Na fotolitografia, pegamos
em radiação eletromagnética, -
7:07 - 7:09ou aquilo a que chamamos luz,
-
7:09 - 7:12e usamo-la para encolher
uma parte daquele circuito, -
7:12 - 7:16para podermos comprimi-lo ainda mais
num espaço muito pequeno. -
7:18 - 7:20Como é que isto funciona?
-
7:20 - 7:22Começamos com um substrato
-
7:22 - 7:25que tem um filme sensível à luz.
-
7:25 - 7:28Depois cobrimo-lo com uma máscara
que tem por cima -
7:28 - 7:31um padrão de linhas finas
e de funcionalidades -
7:31 - 7:34que vão fazer o telemóvel trabalhar
da forma que queremos. -
7:34 - 7:38Depois, expomos a máscara,
a uma luz brilhante -
7:38 - 7:41de forma que a sombra
do padrão aparece na superfície. -
7:42 - 7:45Em qualquer lado a que a luz
conseguir chegar através da máscara, -
7:45 - 7:48vai causar uma reação química.
-
7:48 - 7:52E isso irá queimar a imagem
daquele padrão no substrato. -
7:53 - 7:55É provável que vocês estejam a pensar:
-
7:55 - 7:57"Como passamos de uma imagem queimada
-
7:57 - 8:00"para nítidas linhas finas
e funcionalidades?" -
8:00 - 8:02Para isso, temos de usar
uma solução química -
8:02 - 8:04chamada revelador.
-
8:04 - 8:06Esta solução é especial.
-
8:06 - 8:10Consegue pegar em todas
as áreas não expostas -
8:10 - 8:12e removê-las seletivamente,
-
8:12 - 8:15deixando para trás linhas finas
e limpas e funcionalidades, -
8:15 - 8:18pondo a trabalhar
os nossos aparelhos miniaturizados. -
8:19 - 8:22Usámos a química para
construir os dispositivos, -
8:22 - 8:25e já a usámos para encolher
os dispositivos. -
8:26 - 8:29Talvez já vos tenha convencido
que a química é a nossa heroína, -
8:29 - 8:31e podíamos terminar já esta palestra.
-
8:31 - 8:32(Aplausos)
-
8:32 - 8:34Calma, ainda não acabámos.
-
8:34 - 8:35Não tão depressa.
-
8:35 - 8:37Porque somos todos humanos.
-
8:37 - 8:40E enquanto humana,
eu quero sempre mais. -
8:40 - 8:42Quero pensar em como usar a química
-
8:42 - 8:44para extrair mais de um dispositivo.
-
8:46 - 8:50Agora, andam-nos a dizer
que queremos a 5G, -
8:50 - 8:53ou seja, a prometida
quinta geração de redes sem fio. -
8:53 - 8:56Vocês já devem ter ouvido falar do 5G
-
8:56 - 8:58em anúncios que estão
a começar a aparecer. -
8:59 - 9:01Ou talvez alguns de vocês
já tenham experimentado -
9:01 - 9:04nos Jogos Olímpicos de Inverno de 2018.
-
9:04 - 9:06O que mais me entusiasma no 5G
-
9:06 - 9:10é que, quando estiver atrasada
a sair de casa para apanhar um avião, -
9:10 - 9:13posso baixar filmes
no meu dispositivo em 40 segundos -
9:13 - 9:15em vez de 40 minutos.
-
9:16 - 9:18Mas quando chegar o verdadeiro 5G,
-
9:18 - 9:20vai ser muito mais
do que quantos filmes -
9:20 - 9:22podemos colocar no nosso dispositivo.
-
9:22 - 9:26Então a pergunta é: porque é
que o verdadeiro 5G ainda não chegou? -
9:26 - 9:29E vou contar um pequeno segredo.
-
9:29 - 9:31É muito fácil de responder.
-
9:31 - 9:34É simplesmente difícil de fazer.
-
9:34 - 9:37Estão a ver, se usarmos
esses materiais tradicionais e o cobre -
9:37 - 9:39para construir dispositivos 5G,
-
9:39 - 9:42o sinal não consegue chegar
ao seu destino final. -
9:44 - 9:48Habitualmente, usamos
camadas isolantes ásperas -
9:48 - 9:51para aguentar fios de cobre.
-
9:51 - 9:53Pensem nos fechos de velcro.
-
9:53 - 9:57É a aspereza das duas peças
que os torna aderentes -
9:58 - 10:01Isso é muito importante
se queremos ter um dispositivo -
10:01 - 10:02que dure mais tempo
-
10:02 - 10:04do que o necessário
para tirá-lo da caixa -
10:04 - 10:07e começarmos a instalar nele
todos os aplicativos. -
10:07 - 10:10Mas essa aspereza causa um problema.
-
10:10 - 10:13Com a alta velocidade da 5G
-
10:13 - 10:17o sinal tem de passar
junto dessa aspereza, -
10:17 - 10:21e perder-se-á antes de chegar
ao seu destino final. -
10:22 - 10:24Pensem numa cordilheira.
-
10:24 - 10:28Temos um sistema complexo
de estradas que sobem e sobem, -
10:28 - 10:30e queremos chegar ao outro lado.
-
10:30 - 10:32Não concordam comigo
-
10:32 - 10:35que, provavelmente,
levaríamos muito tempo, -
10:35 - 10:37e provavelmente nos perderíamos,
-
10:37 - 10:40se tivéssemos de subir e descer
todas as montanhas, -
10:40 - 10:42em vez de perfurarmos um túnel plano
-
10:42 - 10:45que pudesse seguir em frente?
-
10:45 - 10:47É a mesma coisa
nos nossos dispositivos 5G. -
10:47 - 10:50Se pudéssemos remover essa aspereza,
-
10:50 - 10:52podemos enviar o sinal 5G
-
10:52 - 10:54direto, sem interrupção.
-
10:54 - 10:55Parece muito bom, não é?
-
10:56 - 10:57Mas esperem,
-
10:57 - 11:00não acabei de dizer
que precisávamos dessa aspereza -
11:00 - 11:01para manter o dispositivo unido?
-
11:01 - 11:03E se a eliminarmos,
ficamos numa situação -
11:03 - 11:06em que o cobre não vai aderir
ao substrato subjacente. -
11:08 - 11:10Pensem na construção
de uma casa com blocos de Lego, -
11:11 - 11:14com todas as peças de cantos e recantos
que servem de travão -
11:15 - 11:17e de outra só com blocos simples.
-
11:17 - 11:21Qual delas vai ter
maior integridade estrutural -
11:21 - 11:24quando a criança de dois anos
entrar aos pulos na sala, -
11:24 - 11:26tentando ser o Godzilla
e derrubar tudo? -
11:27 - 11:30E se colocarmos cola
naqueles blocos lisos? -
11:31 - 11:34É disso que a indústria está à espera.
-
11:34 - 11:37Estão à espera que os químicos
projetem superfícies novas e lisas -
11:37 - 11:40com maior adesão inerente
-
11:40 - 11:42para alguns desses fios de cobre.
-
11:42 - 11:44Quando resolvermos esse problema
-
11:44 - 11:46— e vamos resolver o problema,
-
11:46 - 11:48e vamos trabalhar
com físicos e engenheiros -
11:48 - 11:51para resolver todos os desafios do 5G —
-
11:51 - 11:55o número de aplicações vai disparar.
-
11:55 - 11:58E aí sim, teremos coisas
como carros autónomos, -
11:58 - 12:01porque agora as redes de dados
podem lidar com as velocidades -
12:01 - 12:05e a quantidade de informações
necessárias para fazerem esse trabalho. -
12:05 - 12:07Mas usemos a imaginação.
-
12:08 - 12:12Eu imagino ir a um restaurante
com um amigo alérgico a amendoins, -
12:12 - 12:13pegar no meu telefone
-
12:14 - 12:15abaná-lo sobre a comida
-
12:15 - 12:17e esperar que a comida nos dê
-
12:17 - 12:20uma resposta muito
importante a uma pergunta: -
12:20 - 12:24"É mortal ou seguro para consumo?"
-
12:24 - 12:27Ou talvez os nossos dispositivos
passem a ser tão bons -
12:27 - 12:30no processamento
de informações sobre nós, -
12:30 - 12:33que se tornarão
nos nossos "personal trainers". -
12:33 - 12:36Saberão qual a maneira mais eficaz
de queimarmos calorias. -
12:36 - 12:38Eu sei que, em novembro próximo,
-
12:38 - 12:41quando tentar queimar
alguns desses quilos de gravidez, -
12:41 - 12:45adoraria um dispositivo
que me dissesse como fazer isso. -
12:45 - 12:47Eu não sei outra maneira de dizer isto,
-
12:47 - 12:49exceto que a química é fantástica.
-
12:49 - 12:53E possibilita todos estes
dispositivos eletrónicos. -
12:53 - 12:57Da próxima vez que enviarem um texto
ou tirarem uma "selfie", -
12:57 - 13:00pensem em todos os átomos
que trabalham no duro -
13:00 - 13:03e a inovação que veio antes deles.
-
13:03 - 13:04Quem sabe,
-
13:04 - 13:07talvez alguns de vocês.
que estão a ouvir esta conversa, -
13:07 - 13:09talvez até no vosso dispositivo móvel,
-
13:09 - 13:11decidam que também
querem ser um auxiliar -
13:11 - 13:13do Capitão Química,
-
13:13 - 13:16o verdadeiro herói
dos dispositivos eletrónicos. -
13:16 - 13:18Obrigada pela vossa 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 funciona o seu "smartphone"? Dê um passeio a nível atómico com a cientista Cathy Mulzer, que revela como quase todos os componentes dos nossos dispositivos de alta potência existem graças aos químicos — e não aos empresários de Silicon Valley em que pensa a maioria das pessoas. Como ela diz: "A química é o herói das comunicações eletrónicas".
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 13:36
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Pedro Henrique Alves Farias da Costa edited Portuguese subtitles for The incredible chemistry powering your smartphone | ||
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