The incredible chemistry powering your smartphone | Cathy Mulzer

Translator: Ivana Korom Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Traductor: Ciro Gomez Revisor: Lidia Cámara de la Fuente

When I waltzed off to high school with my new Nokia phone,

Cuando salí al instituto con mi nuevo teléfono Nokia,

I thought I just had the new, coolest replacement

pensé que acababa de tener el nuevo y mejor reemplazo

for my old pink princess walkie-talkie.

para mi viejo 'walkie-talkie' rosado con forma de princesa.

Except now, my friends and I could text or talk to each other

Excepto que ahora, mis amigos y yo podíamos enviarnos mensajes o hablar

wherever we were,

donde fuera que estuviéramos,

instead of pretending,

en lugar de fingir

when we were running around each other's backyards.

cuando estábamos corriendo por los patios traseros del otro.

Now, I'll be honest.

Ahora, seré honesta.

Back then, I didn't think a lot about how these devices were made.

En aquel entonces, no pensaba mucho en cómo se hicieron estos dispositivos.

They tended to show up on Christmas morning,

Solían aparecer en la mañana de Navidad,

so maybe they were made by the elves in Santa's workshop.

quizás los hicieron los elfos en el taller de Santa.

Let me ask you a question.

Permítanme hacerles una pregunta.

Who do you think the real elves that make these devices are?

¿Quiénes creen que son los verdaderos elfos que hacen estos dispositivos?

If I ask a lot of the people I know,

Si le pregunto a mucha gente que conozco,

they would say it's the hoodie-wearing software engineers in Silicon Valley,

diría que ingenieros de software que usan sudaderas con capucha en Silicon Valley,

hacking away at code.

pirateando el código.

But a lot has to happen to these devices

Pero mucho tiene que pasar

before they're ready for any kind of code.

antes de que los dispositivos estén listos para cualquier tipo de código.

These devices start at the atomic level.

Estos dispositivos comienzan en el nivel atómico.

So if you ask me,

Entonces si me preguntan,

the real elves are the chemists.

los verdaderos elfos son los químicos.

That's right, I said the chemists.

Así es, dije los químicos.

Chemistry is the hero of electronic communications.

La química es la heroína de las comunicaciones electrónicas.

And my goal today is to convince you

Y mi objetivo hoy es convencerlos

to agree with me.

para que estén de acuerdo conmigo

OK, let's start simple,

Bien, comencemos simple;

and take a look inside these insanely addictive devices.

echen un vistazo dentro de estos dispositivos increíblemente adictivos.

Because without chemistry,

Porque sin química,

what is an information superhighway that we love,

lo qué es una autopista de la información que amamos

would just be a really expensive, shiny paperweight.

sería un pisapapeles brillante y muy caro.

Chemistry enables all of these layers.

La química permite todas estas capas.

Let's start at the display.

Comencemos en la pantalla.

How do you think we get those bright, vivid colors

¿Cómo creen que obtenemos esos colores vivos y brillantes

that we love so much?

que amamos tanto?

Well, I'll tell you.

Bueno, se los diré.

There's organic polymers embedded within the display,

Hay polímeros orgánicos incrustados dentro de la pantalla,

that can take electricity and turn it into the blue, red and green

que puede tomar electricidad y convertirla en el azul, rojo y verde

that we enjoy in our pictures.

que disfrutamos en nuestras fotos.

What if we move down to the battery?

¿Qué pasa si nos movemos hacia la batería?

Now there's some intense research.

Actualmente hay una intensa investigación.

How do we take the chemical principles of traditional batteries

¿Cómo tomamos los principios químicos de las baterías tradicionales

and pair it with new, high surface area electrodes,

y los emparejamos con electrodos nuevos de alta superficie,

so we can pack more charge in a smaller footprint of space,

para que podamos almacenar más carga en un espacio más pequeño,

so that we could power our devices all day long,

para poder alimentar nuestros dispositivos todo el día,

while we're taking selfies,

mientras nos hacemos selfis

without having to recharge our batteries

sin tener que recargar nuestras baterías

or sit tethered to an electrical outlet?

o sentarnos atados a un enchufe?

What if we go to the adhesives that bind it all together,

¿Y qué si vamos a los adhesivos que lo unen todo

so that it could withstand our frequent usage?

para que puedan soportar nuestro uso frecuente?

After all, as a millennial,

Después de todo, como un milenia,

I have to take my phone out at least 200 times a day to check it,

tengo que sacar mi teléfono al menos 200 veces al día para revisarlo,

and in the process, drop it two to three times.

y en el proceso, lo suelto dos o tres veces.

Pero ¿cuáles son los cerebros de estos dispositivos?

But what are the real brains of these devices?

What makes them work the way that we love them so much?

¿Qué los hace trabajar de la forma en que lo amamos tanto?

Well that all has to do with electrical components and circuitry

Bueno, eso tiene que ver con componentes eléctricos y circuitos.

that are tethered to a printed circuit board.

que están atados a una placa de circuito impreso.

Or maybe you prefer a biological metaphor --

O tal vez prefieren una metáfora biológica:

the motherboard, you might have heard of that.

la placa base, es posible que hayan oído hablar de eso.

Now, the printed circuit board doesn't really get talked about a lot.

Ahora, de la placa de circuito impreso realmente no se habla mucho.

And I'll be honest, I don't know why that is.

Y voy a ser sincera, no sé por qué es eso.

Maybe it's because it's the least sexy layer

Quizás es porque es la capa menos sexy

and it's hidden beneath all of those other sleek-looking layers.

y está oculta debajo de todas esas otras capas de aspecto elegante.

But it's time to finally give this Clark Kent layer

Pero es hora de finalmente dar esta capa de Clark Kent

the Superman-worthy praise it deserves.

el elogio digno de Superman que merece.

And so I ask you a question.

Y entonces les hago una pregunta.

What do you think a printed circuit board is?

¿qué creen que es una placa de circuito impreso?

Well, consider a metaphor.

Bueno, piensen en una metáfora.

Think about the city that you live in.

Piensen en la ciudad en la que viven.

You have all these points of interest that you want to get to:

Tiene todos esos puntos de interés a los que desean llegar:

your home, your work, restaurants,

su casa, su trabajo, restaurantes,

a couple of Starbucks on every block.

un par de Starbucks en cada cuadra.

And so we build roads that connect them all together.

Entonces construimos caminos que los conectan a todos.

That's what a printed circuit board is.

Eso es lo que es una placa de circuito impreso.

Except, instead of having things like restaurants,

Excepto que, en lugar de tener cosas como restaurantes,

we have transistors on chips,

tenemos transistores en chips,

capacitors, resistors,

condensadores, resistencias,

all of these electrical components

todos estos componentes eléctricos

that need to find a way to talk to each other.

que necesitan encontrar una manera de hablar entre ellos.

And so what are our roads?

¿Y cuáles son nuestros caminos?

Well, we build tiny copper wires.

Bueno, construimos pequeños cables de cobre.

So the next question is,

La siguiente pregunta es:

how do we make these tiny copper wires?

¿Cómo hacemos estos pequeños cables de cobre?

They're really small.

Son realmente pequeños.

Could it be that we go to the hardware store,

¿Podría ser que fuéramos a la ferretería,

pick up a spool of copper wire,

tomáramos un carrete de alambre de cobre,

get some wire cutters, a little clip-clip,

unos cortadores de alambre, un pequeño clip,

saw it all up and then, bam -- we have our printed circuit board?

ver todo y luego, bam, ¿tenemos nuestra placa de circuito impresa?

No way.

De ninguna manera.

These wires are way too small for that.

Estos cables son demasiado pequeños para eso.

And so we have to rely on our friend: chemistry.

Entonces tenemos que confiar en nuestra amiga: la química.

Now, the chemical process to make these tiny copper wires

El proceso químico para hacer estos pequeños cables de cobre

is seemingly simple.

es aparentemente simple.

We start with a solution

Comenzamos con una solución.

of positively charged copper spheres.

de esferas de cobre con carga positiva.

We then add to it an insulating printed circuit board.

Luego le agregamos una placa de circuito impreso aislante.

And we feed those positively charged spheres

Y alimentamos esas esferas cargadas positivamente

negatively charged electrons

con electrones cargados negativamente

by adding formaldehyde to the mix.

agregando formaldehído a la mezcla.

So you might remember formaldehyde.

Quizás recuerden el formaldehído.

Really distinct odor,

Olor muy distintivo

used to preserve frogs in biology class.

utilizado para preservar ranas en la clase de biología.

Well it turns out it can do a lot more than just that.

Bueno, resulta que puede hacer mucho más que eso.

And it's a really key component

Es un componente realmente clave

to making these tiny copper wires.

para hacer estos pequeños cables de cobre.

You see, the electrons on formaldehyde have a drive.

Los electrones en formaldehído tienen una unidad.

They want to jump over to those positively charged copper spheres.

Quieren saltar a esas esferas de cobre cargadas positivamente.

And that's all because of a process known as redox chemistry.

Y todo eso se debe a un proceso conocido como química redox.

And when that happens,

Y cuando eso pasa,

we can take these positively charged copper spheres

podemos tomar estas esferas de cobre cargadas positivamente

and turn them into bright,

y convertirlas en brillantes

shiny, metallic and conductive copper.

pulidos metales conductores.

And once we have conductive copper,

Y una vez que tenemos cobre conductor,

now we're cooking with gas.

ahora estamos cocinando con gas.

And we can get all of those electrical components

Y podemos tenemos todos los componentes eléctricos

to talk to each other.

para hablar unos con otros.

So thank you once again to chemistry.

Así que gracias una vez más a la química.

And let's take a thought

Y pensemos

and think about how far we've come with chemistry.

y piensen en lo lejos que hemos llegado con la química.

Clearly, in electronic communications,

Claramente, en comunicaciones electrónicas,

size matters.

el tamaño importa.

So let's think about how we can shrink down our devices,

Así que pensemos en cómo podemos reducir nuestros dispositivos,

so that we can go from our 1990s Zack Morris cell phone

para que podamos pasar de nuestro teléfono celular Zack Morris de los 90

to something a little bit more sleek,

a algo un poco más elegante,

like the phones of today that can fit in our pockets.

como los teléfonos de hoy que caben en nuestros bolsillos.

Although, let's be real here:

Aunque, seamos realistas aquí:

absolutely nothing can fit into ladies' pants pockets,

absolutamente nada cabe en los bolsillos de los pantalones de mujer,

if you can find a pair of pants that has pockets.

si puedes encontrar un par de pantalones con bolsillos.

(Laughter)

(Risas)

And I don't think chemistry can help us with that problem.

Y no creo que la química nos pueda ayudar con ese problema.

But more important than shrinking the actual device,

Pero más importante que reducir el dispositivo real,

how do we shrink the circuitry inside of it,

¿cómo encogemos los circuitos dentro de él

and shrink it by 100 times,

y reducirlos 100 veces,

so that we can take the circuitry from the micron scale

para que podamos tomar los circuitos de la escala de micras

all the way down to the nanometer scale?

todo el camino hasta la escala nanométrica?

Because, let's face it,

Porque, seamos sinceros,

right now we all want more powerful and faster phones.

en este momento, todos queremos teléfonos más potentes y rápidos.

Well, more power and faster requires more circuitry.

Bueno, más potencia y más rapidez requieren más circuitos.

So how do we do this?

Entonces, ¿cómo hacemos esto?

It's not like we have some magic electromagnetic shrink ray,

No es que tengamos un rayo mágico electromagnético retráctil,

like professor Wayne Szalinski used in "Honey, I Shrunk the Kids"

como el que el profesor Wayne Szalinski usó en "Cariño, encogí a los niños"

to shrink his children.

para encoger a sus hijos.

On accident, of course.

Por accidente, por supuesto.

Or do we?

¿Lo haríamos?

Well, actually, in the field,

Bueno, en realidad, en el campo,

there's a process that's pretty similar to that.

hay un proceso que es bastante similar a eso.

And it's name is photolithography.

Y su nombre es fotolitografía.

In photolithography, we take electromagnetic radiation,

En fotolitografía, tomamos radiación electromagnética,

or what we tend to call light,

o lo que tendemos a llamar luz,

and we use it to shrink down some of that circuitry,

y la usamos para reducir algunos de esos circuitos,

so that we could cram more of it into a really small space.

para que podamos meter más en un espacio realmente pequeño.

Now, how does this work?

Ahora, ¿cómo funciona esto?

Well, we start with a substrate

Bueno, comenzamos con un sustrato

that has a light-sensitive film on it.

que tiene una película sensible a la luz.

We then cover it with a mask that has a pattern on top of it

Luego lo cubrimos con una máscara que tiene un patrón encima

of fine lines and features

de líneas finas y características

that are going to make the phone work the way that we want it to.

que harán que el teléfono funcione de la manera que queremos.

We then expose a bright light and shine it through this mask,

Luego exponemos una luz brillante y la hacemos brillar a través de esta máscara,

which creates a shadow of that pattern on the surface.

que crea una sombra de ese patrón en la superficie.

Now, anywhere that the light can get through the mask,

Ahora, en cualquier lugar donde la luz pueda atravesar la máscara,

it's going to cause a chemical reaction to occur.

va a causar una reacción química.

And that's going to burn the image of that pattern into the substrate.

Y eso va a quemar la imagen de ese patrón en el sustrato.

So the question you're probably asking is,

La pregunta que es probable que se estén haciendo es:

how do we go from a burned image

¿cómo pasamos de una imagen quemada

to clean fine lines and features?

a limpiar líneas finas y características?

And for that, we have to use a chemical solution

Y para eso, tenemos que usar una solución química

called the developer.

llamada el desarrollador.

Now the developer is special.

Ahora el desarrollador es especial.

What it can do is take all of the nonexposed areas

Lo que puede hacer es tomar todas las áreas no expuestas

and remove them selectively,

y eliminarlas selectivamente,

leaving behind clean fine lines and features,

dejando líneas y rasgos finos y limpios,

and making our miniaturized devices work.

y hacer que nuestros dispositivos miniaturizados funcionen.

So, we've used chemistry now to build up our devices,

Hemos usado química ahora para construir nuestros dispositivos,

and we've used it to shrink down our devices.

y la hemos usado para reducir nuestros dispositivos.

So I've probably convinced you that chemistry is the true hero,

Quizá los he convencido de que la química es la verdadera heroína,

and we could wrap it up there.

y podríamos deajrlo allí.

(Applause)

(Aplausos)

Hold on, we're not done.

Esperen, no hemos terminado.

Not so fast.

No tan rapido.

Because we're all human.

Porque todos somos humanos.

And as a human, I always want more.

Y como humana, siempre quiero más.

And so now I want to think about how to use chemistry

Y ahora quiero pensar en cómo usar la química

to extract more out of a device.

para extraer más de un dispositivo.

Right now, we're being told that we want something called 5G,

En este momento, nos dicen que queremos algo llamado 5G,

or the promised fifth generation of wireless.

o la prometida quinta generación de tecnología inalámbrica.

Now, you might have heard of 5G

Ahora, es posible que hayan oído hablar de 5G

in commercials that are starting to appear.

en comerciales que comienzan a aparecer.

Or maybe some of you even experienced it

O tal vez algunos de Uds. lo experimentaron

in the 2018 winter Olympics.

en los Juegos Olímpicos de invierno 2018.

What I'm most excited about for 5G

Lo que más me entusiasma de 5G

is that, when I'm late, running out of the house to catch a plane,

es que, cuando voy tarde, salgo corriendo de la casa para tomar un avión,

I can download movies onto my device in 40 seconds

puedo descargar películas en mi dispositivo en 40 segundos

as opposed to 40 minutes.

en lugar de 40 minutos.

But once true 5G is here,

Pero cuando el verdadero 5G esté aquí,

it's going to be a lot more than how many movies

van a ser mucho más que cuántas películas

we can put on our device.

podemos poner en nuestro dispositivo.

So the question is, why is true 5G not here?

La pregunta es, ¿por qué el verdadero 5G no está aquí?

And I'll let you in on a little secret.

Y les contaré un pequeño secreto.

It's pretty easy to answer.

Es bastante fácil de responder.

It's just plain hard to do.

Es simplemente difícil de hacer.

You see, if you use those traditional materials and copper

Ya ven, si usan esos materiales tradicionales y cobre

to build 5G devices,

para construir dispositivos 5G,

the signal can't make it to its final destination.

la señal no puede llegar a su destino final.

Traditionally, we use really rough insulating layers

Tradicionalmente, utilizamos capas aislantes muy rugosas

to support copper wires.

para apoyar los alambres de cobre.

Think about Velcro fasteners.

Piensen en los cierres de velcro.

It's the roughness of the two pieces that make them stick together.

Es la aspereza de las dos piezas lo que las une.

That's pretty important if you want to have a device

Eso es muy importante si quieren tener un dispositivo

that's going to last longer

que va a durar más

than it takes you to rip it out of the box

de lo que lleva sacarlo de la caja

and start installing all of your apps on it.

y comenzar a instalar todas sus aplicaciones en él.

But this roughness causes a problem.

Pero esta aspereza causa un problema.

You see, at the high speeds for 5G

Ya ves, a altas velocidades para 5G

the signal has to travel close to that roughness.

la señal tiene que viajar cerca de esa aspereza.

And it makes it get lost before it reaches its final destination.

Y hace que se pierda antes de llegar a su destino final.

Think about a mountain range.

Piensen en una cadena montañosa.

And you have a complex system of roads that goes up and over it,

Y tienen un complejo sistema de caminos que lo recorren,

and you're trying to get to the other side.

e intentan llegar al otro lado.

Don't you agree with me

¿No están de acuerdo conmigo

that it would probably take a really long time,

que probablemente llevaría mucho tiempo,

and you would probably get lost,

y probablemente uno se perdería,

if you had to go up and down all of the mountains,

si tuviera que subir y bajar todas las montañas,

as opposed to if you just drilled a flat tunnel

a diferencia de si uno acaba de perforar un túnel plano

that could go straight on through?

que podría pasar directamente?

Well it's the same thing in our 5G devices.

Bueno, es lo mismo en nuestros dispositivos 5G.

If we could remove this roughness,

Si pudiéramos eliminar esta aspereza,

then we can send the 5G signal

entonces podríamos enviar la señal 5G

straight on through uninterrupted.

directamente sin interrupciones.

Sounds pretty good, right?

Suena bastante bien, ¿verdad?

But hold on.

Pero esperen.

¿no les acabo de decir que necesitábamos esa aspereza

Didn't I just tell you that we needed that roughness

to keep the device together?

para mantener el dispositivo unido?

And if we remove it, we're in a situation where now the copper

Y si la quitamos, estamos en una situación donde ahora el cobre

isn't going to stick to that underlying substrate.

no se va a quedar con ese sustrato subyacente.

Think about building a house of Lego blocks,

Piensen en construir una casa de bloques de Lego,

with all of the nooks and crannies that latch together,

con todos los rincones y grietas que se unen,

as opposed to smooth building blocks.

a diferencia de los bloques de construcción lisos.

Which of the two is going to have more structural integrity

¿Cuál de los dos tendrá más integridad estructural

when the two-year-old comes ripping through the living room,

cuando el niño de dos años llega terrorífico a la sala de estar,

trying to play Godzilla and knock everything down?

tratando de jugar Godzilla y derribar todo?

But what if we put glue on those smooth blocks?

¿Pero qué pasa si ponemos pegamento en esos bloques lisos?

And that's what the industry is waiting for.

Y eso es lo que la industria está esperando.

They're waiting for the chemists to design new, smooth surfaces

Están esperando que los químicos diseñen nuevas superficies lisas

with increased inherent adhesion

con mayor adhesión inherente

for some of those copper wires.

para algunos de esos alambres de cobre.

And when we solve this problem,

Y cuando resolvamos este problema,

and we will solve the problem,

y resolveremos el problema

and we'll work with physicists and engineers

y trabajaremos con físicos e ingenieros

to solve all of the challenges of 5G,

para resolver todos los desafíos de 5G,

well then the number of applications is going to skyrocket.

bueno, entonces el número de aplicaciones se disparará.

So yeah, we'll have things like self-driving cars,

Así que sí, tendremos cosas como autos sin conductor,

because now our data networks can handle the speeds

porque entonces nuestras redes de datos pueden manejar las velocidades

and the amount of information required to make that work.

y la cantidad de información requerida para que funcione.

But let's start to use imagination.

Pero empecemos a usar la imaginación.

I can imagine going into a restaurant with a friend that has a peanut allergy,

Me imagino yendo a un restaurante con un amigo que tiene alergia al maní,

taking out my phone,

sacando mi teléfono

waving it over the food

agitándolo sobre la comida

and having the food tell us

y que la comida nos diga

a really important answer to a question --

una respuesta realmente importante a una pregunta

deadly or safe to consume?

¿moratl o seguro de consumir?

Or maybe our devices will get so good

O tal vez nuestros dispositivos se volverán tan buenos

at processing information about us,

al procesar información sobre nosotros,

that they'll become like our personal trainers.

que se convertirán en nuestros entrenadores personales.

And they'll know the most efficient way for us to burn calories.

Y sabrán la forma más eficiente para quemar calorías.

I know come November,

Sé que viene noviembre

when I'm trying to burn off some of these pregnancy pounds,

cuando intento quemar algunas de estas libras del embarazo,

I would love a device that could tell me how to do that.

Me encantaría un dispositivo que me dijera cómo hacerlo.

I really don't know another way of saying it,

Realmente no conozco otra forma de decirlo,

except chemistry is just cool.

excepto que la química es simplemente genial.

And it enables all of these electronic devices.

Y habilita todos estos dispositivos electrónicos.

So the next time you send a text or take a selfie,

Entonces, la próxima vez que envíen un mensaje de texto o se tomen una selfi

piensen en todos esos átomos que están trabajando duro

think about all those atoms that are hard at work

and the innovation that came before them.

y la innovación que les precedió.

Who knows,

Quién sabe,

tal vez incluso algunos de Uds. que escuchan esta charla,

maybe even some of you listening to this talk,

perhaps even on your mobile device,

tal vez incluso su dispositivo móvil,

will decide that you too want to play sidekick

decidirá que Ud. también quiere jugar al compinche

to Captain Chemistry,

al Capitán Química,

the true hero of electronic devices.

el verdadero héroe de los dispositivos electrónicos.

Thank you for your attention,

Gracias por su atención,

and thank you chemistry.

y gracias quimica.

(Applause)

(Aplausos)