Jak działają smartfony
-
0:01 - 0:05Gdy wparowałam do liceum z nową Nokią,
-
0:05 - 0:08uważałam ją po prostu
za nowy, fajniejszy zamiennik -
0:08 - 0:11starego różowego
walkie-talkie w księżniczki. -
0:11 - 0:15Tyle że teraz można było
gadać ze znajomymi -
0:15 - 0:16w dowolnym miejscu,
-
0:16 - 0:17zamiast udawać,
-
0:17 - 0:20jak podczas biegania razem na dworze.
-
0:20 - 0:22Szczerze mówiąc,
-
0:22 - 0:26nie myślałam wtedy o tym,
jak te urządzenia powstają. -
0:26 - 0:29Zwykle pojawiały się pod choinką,
-
0:29 - 0:32więc pewnie zrobiły je elfy,
pomocnicy Świętego Mikołaja. -
0:33 - 0:35Mam do was pytanie.
-
0:35 - 0:38Kim są prawdziwe elfy
tworzące te urządzenia? -
0:39 - 0:41Wiele znajomych odpowiada,
-
0:42 - 0:45że to ci zakapturzeni programiści
z Doliny Krzemowej, -
0:45 - 0:47którzy trzepią kody na potęgę.
-
0:48 - 0:50Ale zanim można zacząć myśleć o kodach,
-
0:50 - 0:52trzeba przejść wiele innych etapów.
-
0:52 - 0:56Praca nad takim urządzeniem
zaczyna się na poziomie atomowym. -
0:56 - 0:57Dlatego ja odpowiedziałabym,
-
0:57 - 1:00że prawdziwymi elfami są chemicy.
-
1:01 - 1:03Właśnie tak, chemicy.
-
1:04 - 1:08Chemia stanowi podstawę
komunikacji elektronicznej. -
1:08 - 1:11Chciałabym was dzisiaj
-
1:11 - 1:12przekonać do tej opinii.
-
1:14 - 1:16Zacznijmy od czegoś prostego
-
1:16 - 1:20i zajrzyjmy do wnętrza
tych niezwykle uzależniających urządzeń. -
1:20 - 1:22Gdyby nie chemia,
-
1:22 - 1:26cała ta infostrada, którą uwielbiamy,
-
1:26 - 1:29byłaby bardzo drogim,
lśniącym przyciskiem do papieru. -
1:31 - 1:33Chemia uaktywnia wszystkie warstwy.
-
1:34 - 1:36Zacznijmy od wyświetlacza.
-
1:36 - 1:39Co sprawia, że widzimy jasne, żywe kolory,
-
1:39 - 1:41które tak uwielbiamy?
-
1:41 - 1:42Już wam mówię.
-
1:42 - 1:45Do wyświetlacza wbudowane są
polimery organiczne, -
1:45 - 1:49które zamieniają energię elektryczną
na niebieski, czerwony i zielony, -
1:50 - 1:52które widzimy na zdjęciach.
-
1:53 - 1:55A bateria?
-
1:55 - 1:57W tej kwestii prowadzone są
intensywne badania. -
1:57 - 2:01Jak połączyć związki chemiczne
tradycyjnych baterii -
2:01 - 2:05z nowymi elektrodami na dużej powierzchni,
-
2:05 - 2:08aby mimo niewielkiej przestrzeni
urządzenie miało dużą ładowność, -
2:08 - 2:11dając zasilanie na cały dzień
-
2:11 - 2:12robienia sobie selfie
-
2:12 - 2:14bez konieczności ładowania baterii
-
2:14 - 2:17albo uwięzienia przy kontakcie?
-
2:18 - 2:22Co, jeśli skupimy się na substancji
trzymającej to wszystko razem, -
2:22 - 2:25która mogłaby sprostać
częstotliwości użytkowania? -
2:25 - 2:27Przecież jako milenials
-
2:27 - 2:30muszę sprawdzić telefon
jakieś 200 razy dziennie, -
2:30 - 2:33a przy okazji upuścić go
ze dwa czy trzy razy. -
2:36 - 2:38Co jest mózgiem tych urządzeń?
-
2:38 - 2:42Co sprawia, że działają tak, jak lubimy?
-
2:42 - 2:45To dzięki elementom elektronicznym
i zespołom obwodów, -
2:45 - 2:49które przytwierdzone są
do płytki drukowanej. -
2:49 - 2:51A jeśli wolicie metaforę biologiczną:
-
2:51 - 2:53płyty głównej,
o której pewnie słyszeliście. -
2:55 - 2:58Niewiele mówi się o płytce drukowanej.
-
2:58 - 3:01Szczerze mówiąc, nie wiem dlaczego.
-
3:01 - 3:03Może nie jest wystarczająco atrakcyjna,
-
3:03 - 3:07i chowa się pod pozostałymi
atrakcyjnymi warstwami. -
3:07 - 3:10Ale może czas najwyższy,
żeby, niczym Clark Kent, -
3:10 - 3:14warstwa ta otrzymała
zasłużoną uwagę godną Supermana. -
3:14 - 3:16Mam do was pytanie.
-
3:16 - 3:18Co to jest płytka drukowana?
-
3:20 - 3:22Pomyślcie o metaforze.
-
3:22 - 3:24Pomyślcie o mieście, w którym mieszkacie.
-
3:24 - 3:27Jest kilka miejsc,
do których chcecie się dostać: -
3:27 - 3:30dom, miejsce pracy, restauracje,
-
3:30 - 3:32kilka Starbucksów na każdym rogu.
-
3:33 - 3:36Budujemy drogi, które połączą te miejsca.
-
3:38 - 3:40Tym właśnie jest płytka drukowana.
-
3:40 - 3:45Ale zamiast restauracji,
-
3:45 - 3:47są tranzystory na chipach,
-
3:47 - 3:48kondensatory, oporniki
-
3:48 - 3:51i inne elementy elektroniczne,
-
3:51 - 3:54które muszą się w jakiś sposób porozumieć.
-
3:54 - 3:56Jakie są nasze ścieżki?
-
3:57 - 3:59Budujemy maleńkie przewody miedziane.
-
4:01 - 4:02Kolejne pytanie:
-
4:02 - 4:04jak stworzyć takie przewody?
-
4:04 - 4:06Są naprawdę małe.
-
4:06 - 4:08Czy wystarczy pójść do sklepu,
-
4:08 - 4:10wziąć rolkę przewodu miedzianego,
-
4:10 - 4:13cęgi do cięcia drutu, zaciski,
-
4:13 - 4:17złożyć wszystko razem i bum,
płytka drukowana gotowa? -
4:18 - 4:19Nic z tego.
-
4:19 - 4:22Te przewody są zdecydowanie za małe.
-
4:22 - 4:25Musimy tu polegać
na naszym przyjacielu - chemii. -
4:27 - 4:30Proces chemiczny wytwarzania
tych maleńkich przewodów miedzianych -
4:30 - 4:32wydaje się dość prosty.
-
4:32 - 4:34Zaczynamy od roztworu
-
4:34 - 4:37dodatnio naładowanych miedzianych kul.
-
4:37 - 4:42Dodajemy izolującą płytkę drukowaną
-
4:42 - 4:45i łączymy te dodatnio naładowane kule
-
4:45 - 4:47z ujemnie naładowanymi elektronami
-
4:47 - 4:49przez dodanie aldehydu mrówkowego.
-
4:49 - 4:51Może go kojarzycie.
-
4:51 - 4:53Ma bardzo wyrazisty zapach
-
4:53 - 4:56i używa się go do konserwowania
żab na lekcji biologii. -
4:56 - 4:59Okazuje się, że ma
o wiele więcej właściwości. -
4:59 - 5:01Jest to główny element
-
5:01 - 5:04niezbędny do wytworzenia
maleńkich przewodów miedzianych. -
5:04 - 5:08Elektrony poruszają się
na aldehydzie mrówkowym. -
5:08 - 5:09Chcą przedostać się
-
5:09 - 5:12do dodatnio naładowanych miedzianych kul.
-
5:12 - 5:17Dzieje się tak dzięki procesowi
zwanemu reakcją redoks. -
5:17 - 5:18Podczas tego procesu
-
5:18 - 5:22dodatnio naładowane miedziane kule
-
5:22 - 5:24można zamienić na jasną,
-
5:24 - 5:29lśniącą, metaliczną i przewodzącą miedź.
-
5:29 - 5:31Po otrzymaniu przewodzącej miedzi
-
5:31 - 5:32reszta pójdzie jak z płatka.
-
5:32 - 5:35Sprawiamy, że wszystkie
elementy elektroniczne -
5:35 - 5:36porozumiewają się ze sobą.
-
5:36 - 5:38Jeszcze raz, dziękuję, chemio.
-
5:40 - 5:44Zastanówmy się, jak daleko zaszliśmy
-
5:44 - 5:45dzięki chemii.
-
5:46 - 5:48Szczególnie w komunikacji elektronicznej
-
5:48 - 5:50rozmiar ma znaczenie.
-
5:50 - 5:53Zastanówmy się,
jak zmniejszyć urządzenia, -
5:53 - 5:57żeby zamiast topornej komórki z lat 90.
-
5:57 - 5:59mieć coś smuklejszego,
-
5:59 - 6:02jak dzisiejsze telefony,
które mieszczą się w kieszeni. -
6:02 - 6:03Chociaż, nie oszukujmy się:
-
6:04 - 6:07zupełnie nic nie mieści się
w kieszeniach damskich spodni, -
6:07 - 6:10zakładając, że w ogóle
znajdziesz takie z kieszeniami. -
6:10 - 6:11(Śmiech)
-
6:11 - 6:15Chemia raczej nie pomoże nam
rozwiązać tego problemu. -
6:17 - 6:20Ważniejsza od zmniejszenia
samego urządzenia -
6:20 - 6:23jest metoda zmniejszenia
zespołu obwodów w środku, -
6:23 - 6:24i to o 100 razy,
-
6:24 - 6:28żeby były nie w skali mikro,
-
6:28 - 6:30a w skali nanometrycznej.
-
6:31 - 6:32Nie ma co się oszukiwać,
-
6:32 - 6:36wszyscy chcemy wydajniejszych
i szybszych telefonów. -
6:36 - 6:40Większa wydajność i szybkość
wymaga większej liczby zespołów obwodów. -
6:41 - 6:43Jak to osiągnąć?
-
6:43 - 6:47Przecież nie mamy magicznego,
elektromagnetycznego promienia -
6:47 - 6:50jak Wayne Szalinski z filmu
"Kochanie, zmniejszyłem dzieciaki", -
6:50 - 6:51którym zmniejszył swoje dzieci.
-
6:51 - 6:53Oczywiście przez przypadek.
-
6:54 - 6:55A może mamy?
-
6:56 - 6:58W tej dziedzinie
-
6:58 - 7:00znany jest proces
o podobnych właściwościach. -
7:00 - 7:03Nazywa się on fotolitografia.
-
7:03 - 7:07Polega on na wykorzystaniu
promieniowania elektromagnetycznego, -
7:07 - 7:09potocznie nazywanego światłem,
-
7:09 - 7:11w celu zmniejszenia zespołu obwodów,
-
7:11 - 7:15żeby dało się zmieścić ich jak najwięcej
na bardzo małej przestrzeni. -
7:18 - 7:19Jak to działa?
-
7:20 - 7:22Zaczynamy od podłoża
-
7:22 - 7:25pokrytego fotorezystem.
-
7:25 - 7:28Przykrywamy go fotomaską
-
7:28 - 7:30pokrytą liniami i kształtami,
-
7:30 - 7:34które sprawią, że telefon
będzie działał tak, jak chcemy. -
7:34 - 7:38Gdy naświetlimy tę maskę jasnym światłem,
-
7:38 - 7:41powstanie cień wzoru na powierzchni.
-
7:42 - 7:45Wszędzie, gdzie światło
przedostanie się przez maskę, -
7:45 - 7:48zajdzie reakcja chemiczna.
-
7:48 - 7:53Na podłożu wypali się obraz tego wzoru.
-
7:53 - 7:55Pewnie zastanawiacie się,
-
7:55 - 7:57jak przejść z odtworzonego wzoru
-
7:57 - 8:00do czystych, cienkich linii i kształtów.
-
8:00 - 8:02Trzeba do tego wykorzystać
roztwór chemiczny -
8:02 - 8:04zwany wywoływaczem.
-
8:04 - 8:06Wywoływacz jest wyjątkowy.
-
8:06 - 8:10Potrafi wykryć i usunąć
-
8:10 - 8:12wszystkie nienaświetlone obszary,
-
8:12 - 8:15pozostawiając jedynie
czyste, cienkie linie i kształty, -
8:15 - 8:18dzięki czemu
miniurządzenia zaczną działać. -
8:18 - 8:22Wykorzystaliśmy chemię
do tworzenia urządzeń -
8:22 - 8:25i do zmniejszania urządzeń.
-
8:26 - 8:29Pewnie już was przekonałam,
że chemia jest prawdziwym bohaterem -
8:29 - 8:30i moglibyśmy na tym skończyć.
-
8:31 - 8:32(Brawa)
-
8:32 - 8:33Ale to jeszcze nie koniec.
-
8:33 - 8:35Nie tak szybko.
-
8:35 - 8:37Wszyscy jesteśmy ludźmi.
-
8:37 - 8:40A jako ludzie, zawsze chcemy więcej.
-
8:40 - 8:42Zastanówmy się, jak wykorzystać chemię,
-
8:42 - 8:44żeby wycisnąć z urządzeń jeszcze więcej.
-
8:46 - 8:50Obecnie podobno chcemy tak zwanego 5G,
-
8:50 - 8:53czy też obiecanej
piątej generacji bezprzewodowości. -
8:53 - 8:56Pewnie słyszeliście o 5G
-
8:56 - 8:58w reklamach, które zaczynają się pojawiać.
-
8:59 - 9:01A może ktoś miał okazję je wypróbować
-
9:01 - 9:03podczas zimowych
Igrzysk Olimpijskich w 2018 roku. -
9:04 - 9:06W 5G najbardziej podoba mi się to,
-
9:06 - 9:10że gdy spóźniona pędzę na samolot,
-
9:10 - 9:13filmy pobiorę w 40 sekund,
-
9:13 - 9:15a nie 40 minut.
-
9:16 - 9:18Gdy w końcu pojawi się prawdziwe 5G,
-
9:18 - 9:20zmieni się zdecydowanie więcej
-
9:20 - 9:22niż ilość załadowanych filmów.
-
9:22 - 9:25Dlaczego więc 5G jeszcze nie ma?
-
9:26 - 9:28Zdradzę wam tajemnicę.
-
9:28 - 9:31Odpowiedź jest dość prosta.
-
9:31 - 9:33Po prostu trudno je stworzyć.
-
9:34 - 9:37Jeśli użyto miedzi
i standardowych materiałów -
9:37 - 9:39do budowy urządzeń 5G,
-
9:39 - 9:42sygnał nie może dotrzeć do celu.
-
9:44 - 9:45Tradycyjnie stosuje się
-
9:45 - 9:51bardzo chropowatą warstwę izolacyjną
do podtrzymywania miedzianych przewodów. -
9:51 - 9:53Wyobraźcie sobie rzepy.
-
9:53 - 9:57To chropowatość trzyma razem
dwa kawałki materiału. -
9:58 - 10:01To dość istotne, jeśli chcemy urządzenia,
-
10:01 - 10:02które wytrzyma dłużej
-
10:02 - 10:04niż przez czas potrzebny do rozpakowania
-
10:04 - 10:06i zainstalowania wszystkich aplikacji.
-
10:07 - 10:09Jednak chropowatość powoduje problem.
-
10:10 - 10:13Przy wysokiej prędkości 5G
-
10:13 - 10:17sygnał musi przemieszczać się
w pobliżu tej chropowatości, -
10:17 - 10:21przez co gubi się, zanim dotrze do celu.
-
10:22 - 10:24Pomyślcie o paśmie górskim,
-
10:24 - 10:28które przecina skomplikowany system dróg,
-
10:28 - 10:30a wy próbujecie przedostać się
na drugą stronę. -
10:30 - 10:32Nie sądzicie,
-
10:32 - 10:35że zajęłoby to mnóstwo czasu
-
10:35 - 10:37i zapewne byście się zgubili,
-
10:37 - 10:40gdyby trzeba było
pokonać każdą górę osobno, -
10:40 - 10:42zamiast po prostu przejechać przez tunel,
-
10:42 - 10:45który biegnie prosto na drugą stronę?
-
10:45 - 10:47To samo dzieje się w urządzeniach 5G.
-
10:47 - 10:50Gdyby dało się usunąć tę chropowatość,
-
10:50 - 10:52to można by wysłać sygnał 5G
-
10:52 - 10:54prosto i bez przeszkód.
-
10:54 - 10:55Brzmi nieźle, prawda?
-
10:56 - 10:57Ale moment.
-
10:57 - 10:59Czy nie powiedziałam,
że chropowatość jest potrzebna -
10:59 - 11:01do utrzymania elementów razem?
-
11:01 - 11:04Jeśli ją usuniemy, okaże się, że miedź
-
11:04 - 11:06nie będzie trzymała się podłoża.
-
11:08 - 11:10Pomyślcie o budowaniu domu z klocków Lego
-
11:10 - 11:15i wszystkich wypukłościach,
które się zatrzaskują, -
11:15 - 11:17w przeciwieństwie do gładkich klocków.
-
11:17 - 11:21Które z nich będą miały
lepszą integralność strukturalną, -
11:21 - 11:24gdy do pokoju wparuje
dwulatek udający Godzillę -
11:24 - 11:26i powali wszystko na swojej drodze?
-
11:27 - 11:30A co, jeśli skleimy te gładkie klocki?
-
11:31 - 11:34Na to czeka ten przemysł.
-
11:34 - 11:37Czekają, aż chemicy zaprojektują
nowe, gładkie powierzchnie -
11:37 - 11:40o zwiększonej, integralnej przyczepności
-
11:40 - 11:42z niektórymi miedzianymi przewodami.
-
11:42 - 11:44Gdy rozwiążemy ten problem,
-
11:44 - 11:46a tak się stanie,
-
11:46 - 11:48będziemy współpracować
z fizykami i inżynierami, -
11:48 - 11:51żeby rozwiązać wszystkie wyzwania 5G,
-
11:51 - 11:55wtedy liczba aplikacji pójdzie w górę.
-
11:55 - 11:58Będziemy mieli samochody bezzałogowe,
-
11:58 - 12:01bo obecna sieć danych
może podołać prędkościom -
12:01 - 12:05i liczbie informacji
niezbędnych do jego funkcjonowania. -
12:05 - 12:08Użyjmy wyobraźni.
-
12:08 - 12:12Już widzę, jak będąc w restauracji
z przyjacielem, uczulonym na orzechy, -
12:12 - 12:13wyciągam telefon,
-
12:14 - 12:15skanuję nim jedzenie,
-
12:15 - 12:17a to jedzenie daje nam
-
12:17 - 12:20odpowiedź na bardzo istotne pytanie:
-
12:20 - 12:23zabójcze czy bezpieczne do zjedzenia?
-
12:24 - 12:26A może nasze urządzenia będą
-
12:26 - 12:30tak sprawnie przetwarzać o nas informacje,
-
12:30 - 12:33że będą niczym trenerzy personalni.
-
12:33 - 12:36Doradzą najlepszy sposób
na spalenie kalorii. -
12:36 - 12:38Szczególnie w listopadzie,
-
12:38 - 12:40gdy będę zrzucać pociążowe kilogramy,
-
12:40 - 12:43chciałabym mieć urządzenie,
które powie mi, jak to zrobić. -
12:45 - 12:47Co tu dużo mówić,
-
12:47 - 12:49chemia po prostu jest świetna.
-
12:49 - 12:53To dzięki niej działają
wszystkie urządzenia elektroniczne. -
12:53 - 12:57Przy następnym wysyłaniu wiadomości
albo cykaniu selfie -
12:57 - 13:00pomyślcie o tych wszystkich
ciężko pracujących atomach -
13:00 - 13:02i innowacyjności, na której stoją.
-
13:03 - 13:04Kto wie,
-
13:04 - 13:07może ktoś z was na sali
-
13:07 - 13:09albo z widzów oglądających to na komórce
-
13:09 - 13:11postanowi zostać pomocnikiem
-
13:11 - 13:12kapitana Chemii,
-
13:12 - 13:16prawdziwego bohatera
urządzeń elektronicznych. -
13:16 - 13:18Dziękuję wam za uwagę.
-
13:18 - 13:20Dziękuję, chemio.
-
13:20 - 13:23(Brawa)
- Title:
- Jak działają smartfony
- Speaker:
- Cathy Mulzer
- Description:
-
Zastanawialiście się kiedyś, jak działają smartfony? Naukowczyni Cathy Mulzer zdradzi wam, jak na poziomie atomowym niemal każdy element naszych urządzeń istnieje dzięki chemikom, a nie przedsiębiorcom z Doliny Krzemowej, którym zwykle to przypisujemy. Jak mówi: „to chemia jest prawdziwym bohaterem komunikacji elektronicznej”.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TEDTalks
- Duration:
- 13:36
Rysia Wand edited Polish subtitles for The incredible chemistry powering your smartphone | ||
Rysia Wand approved Polish subtitles for The incredible chemistry powering your smartphone | ||
Rysia Wand accepted Polish subtitles for The incredible chemistry powering your smartphone | ||
Rysia Wand edited Polish subtitles for The incredible chemistry powering your smartphone | ||
Rysia Wand edited Polish subtitles for The incredible chemistry powering your smartphone | ||
Martyna edited Polish subtitles for The incredible chemistry powering your smartphone | ||
Martyna edited Polish subtitles for The incredible chemistry powering your smartphone | ||
Martyna edited Polish subtitles for The incredible chemistry powering your smartphone |