The incredible chemistry powering your smartphone | Cathy Mulzer

Translator: Ivana Korom Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Translator: Annida Amani Reviewer: Azfa A

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

Saat saya berjalan ke SMA dengan ponsel Nokia saya,

I thought I just had the new, coolest replacement

saya merasa dapat pengganti yang baru dan terkeren

for my old pink princess walkie-talkie.

dari walkie-talkie princess warna pink punya saya.

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

Tak hanya itu, saya dan teman-teman bisa mengobrol dan berbalas pesan

wherever we were,

di mana pun kami berada,

instead of pretending,

bukan berpura-pura,

when we were running around each other's backyards.

berlarian di halaman belakang rumah masing-masing.

Now, I'll be honest.

Sejujurnya,

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

dulu, saya tidak begitu peduli bagaimana ponsel dibuat.

They tended to show up on Christmas morning,

Ponsel cenderung muncul di pagi Natal,

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

jadi mungkin ponsel dibuat oleh peri-peri di tempat Santa.

Let me ask you a question.

Izinkan saya bertanya.

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

Siapa peri pembuat perangkat canggih ini sebenarnya?

If I ask a lot of the people I know,

Jika saya tanya ke orang-orang yang saya kenal,

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

mereka jawab: buatan perancang perangkat lunak berhoodie, di Silicon Valley.

hacking away at code.

meretas kode.

But a lot has to happen to these devices

Banyak proses yang dilakukan untuk perangkat ini

before they're ready for any kind of code.

sebelum perangkatnya siap diberi bermacam kode.

These devices start at the atomic level.

Perangkat ini berawal dari tingkat atom.

So if you ask me,

Jika Anda bertanya kepada saya,

the real elves are the chemists.

peri sesungguhnya adalah ahli kimia.

That's right, I said the chemists.

Sungguh, saya katakan ahli kimia.

Chemistry is the hero of electronic communications.

Kimia adalah pahlawan komunikasi elektronik.

And my goal today is to convince you

Dan tujuan saya saat ini adalah untuk meyakinkan Anda

to agree with me.

agar sependapat dengan saya.

OK, let's start simple,

Mari mulai dengan hal sederhana,

and take a look inside these insanely addictive devices.

lihatlah ke dalam perangkat yang luar biasa candu ini.

Because without chemistry,

Karena tanpa kimia,

what is an information superhighway that we love,

sumber informasi terbesar yang kita cintai ini,

would just be a really expensive, shiny paperweight.

hanya akan menjadi sebuah kertas tipis mengkilap yang sangat mahal.

Chemistry enables all of these layers.

Kimia mengaktifkan semua lapisan ini.

Let's start at the display.

Mari kita mulai dari layar.

How do you think we get those bright, vivid colors

Bagaimana bisa terlihat begitu terang, berwarna cerah

that we love so much?

dan kita sangat menyukainya?

Well, I'll tell you.

Saya beri tahu Anda.

There's organic polymers embedded within the display,

Ada polimer organik tertanam di dalam layar,

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

yang dapat mengalirkan energi listrik dan mengubahnya menjadi biru, merah, hijau

that we enjoy in our pictures.

yang bisa kita nikmati gambarnya.

What if we move down to the battery?

Bagaimana jika kita lihat ke baterainya?

Now there's some intense research.

Kini ada penelitian intens.

How do we take the chemical principles of traditional batteries

Bagaimana kita menerapkan prinsip kimia dalam baterai tradisional

and pair it with new, high surface area electrodes,

dan memasangkan dengan permukaan elektroda yang baru,

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

agar kita bisa mengisi daya lebih banyak ke dalam ruang yang lebih kecil,

so that we could power our devices all day long,

yang membuat ponsel kita menyala sepanjang hari

while we're taking selfies,

ketika kita ingin ber-selfie,

without having to recharge our batteries

tanpa harus mengisi ulang daya,

or sit tethered to an electrical outlet?

atau duduk di tempat pengisian baterai?

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

Bagaimana jika kita lihat dari perekat yang menyatukan semuanya,

so that it could withstand our frequent usage?

sehingga tahan walau digunakan begitu sering?

After all, as a millennial,

Lagi pula, sebagai milenial,

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

saya harus mengecek ponsel minimal 200 kali sehari,

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

dan bisa dua sampai tiga kali jatuh.

But what are the real brains of these devices?

Tetapi, apa otak sesungguhnya di balik perangkat ini?

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

Apa yang membuat ponsel bekerja sesuai yang kita mau?

Well that all has to do with electrical components and circuitry

Ya, itu semua karena komponen listrik dan aliran

that are tethered to a printed circuit board.

yang ditanam di atas sebuah papan sirkuit cetak.

Or maybe you prefer a biological metaphor --

Atau mungkin Anda lebih suka istilah metafora biologis --

the motherboard, you might have heard of that.

motherboard, Anda mungkin pernah mendengarnya.

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

Nah, papan sirkuit cetak ini jarang dibicarakan.

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

Jujur saja, Saya tidak tahu mengapa.

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

Mungkin karena ini bagian paling tidak seksi

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

dan tersembunyi di bawah lapisan yang terlihat ramping.

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

Tapi sekarang saatnya memberikan lapisan Clark Kent ini

the Superman-worthy praise it deserves.

sebuah pujian setara Superman sebagaimana seharusnya.

And so I ask you a question.

Dan jadilah saya bertanya.

What do you think a printed circuit board is?

Bagaimana pendapatmu tentang papan sirkuit cetak?

Well, consider a metaphor.

Oke, bayangkan sebuah metafora.

Think about the city that you live in.

Pikirkan tentang kota yang Anda tinggali.

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

Anda punya semua tempat yang Anda inginkan:

your home, your work, restaurants,

rumah, tempat kerja, restoran.

a couple of Starbucks on every block.

sepasang Starbucks di tiap blok.

And so we build roads that connect them all together.

Sehingga kita bangun jalan-jalan yang menghubungkan semuanya.

That's what a printed circuit board is.

Itulah papan sirkuit cetak.

Except, instead of having things like restaurants,

Tapi, bukan tempat seperti restoran,

we have transistors on chips,

kita punya transistor pada chip,

capacitors, resistors,

kapasitor, resistor,

semua komponen listrik ini

all of these electrical components

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

yang butuh mencari cara untuk saling berbicara.

And so what are our roads?

Lalu, apa yang dimaksud jalan kita tadi?

Well, we build tiny copper wires.

Ya kita bangun kabel tembaga kecil.

So the next question is,

Pertanyaan selanjutnya,

how do we make these tiny copper wires?

bagaimana cara kita membuat kabel tembaga kecil ini?

They're really small.

Dia sangat kecil.

Could it be that we go to the hardware store,

Mungkinkah kita pergi ke toko perangkat keras,

pick up a spool of copper wire,

beli sebuah gulungan kabel tembaga,

get some wire cutters, a little clip-clip,

ambil pemotong kabel, klip sedikit,

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

tegakkan, dan bam -- jadilah papan sirkuit cetaknya?

Tidak mungkin.

No way.

These wires are way too small for that.

Kabel-kabel ini terlalu kecil.

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

Dan kita harus bergantung pada teman kita: kimia

Now, the chemical process to make these tiny copper wires

Sekarang, proses kimia untuk membuat kabel tembaga kecil ini

is seemingly simple.

terlihat sederhana.

We start with a solution

Kita mulai dengan larutan

of positively charged copper spheres.

berisi bola tembaga dengan muatan positif

Lalu kita tambahkan ke dalamnya, papan sirkuit cetak yang diisolasi.

We then add to it an insulating printed circuit board.

And we feed those positively charged spheres

Dan kita beri bola bermuatan positif tadi,

negatively charged electrons

elektron bermuatan negatif

by adding formaldehyde to the mix.

dengan menambahkan formaldehida ke dalam campuran.

So you might remember formaldehyde.

Mungkin Anda ingat formaldehida.

Really distinct odor,

Baunya khas sekali,

used to preserve frogs in biology class.

digunakan untuk mengawetkan kodok di kelas biologi.

Ternyata fungsinya lebih dari itu.

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

And it's a really key component

Dan dia komponen yang sangat penting

to making these tiny copper wires.

untuk membuat kabel tembaga kecil.

You see, the electrons on formaldehyde have a drive.

Begini, elektron pada formaldehida punya keinginan.

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

Mereka ingin segera lompat ke bola tembaga bermuatan positif tadi.

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

Dan ini semua karena proses bernama reaksi redoks.

And when that happens,

Dan ketika itu terjadi,

kita dapat mengambil bola tembaga muatan positif tadi

we can take these positively charged copper spheres

and turn them into bright,

dan mengubahnya menjadi tembaga yang terang,

shiny, metallic and conductive copper.

mengkilat, metalik, dan konduktif.

And once we have conductive copper,

Ketika kita memiliki tembaga konduktif,

now we're cooking with gas.

maka sekarang kita masak menggunakan gas.

And we can get all of those electrical components

Kita dapat membuat semua komponen listrik

to talk to each other.

menjadi saling berbicara.

Jadi, terimakasih sekali lagi, Kimia.

So thank you once again to chemistry.

And let's take a thought

Mari berpikir,

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

berpikir tentang seberapa jauh kita berkembang dengan kimia.

Clearly, in electronic communications,

Jelas, dalam komunikasi elektronik,

size matters.

ukuran itu penting.

Jadi mari berpikir tentang bagaimana kita mengecilkan perangkat kita,

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

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

sehingga kita bisa beralih dari ponsel Zack Morris 1990-an

ke sesuatu yang sedikit lebih ramping,

to something a little bit more sleek,

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

seperti ponsel sekarang yang cukup di kantong kita.

Although, let's be real here:

Walaupun, mari berpikir realistis,

absolutely nothing can fit into ladies' pants pockets,

benar-benar tidak ada yang cukup untuk masuk ke kantong celana wanita,

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

itupun jika Anda memang menemukan celana wanita yang ada kantongnya.

(Laughter)

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

(Tawa)

Dan saya kira kimia tidak bisa membantu kita di masalah tersebut.

But more important than shrinking the actual device,

Tapi yang lebih penting dari mengecilkan perangkat,

bagaimana kita bisa mengecilkan sirkuit didalamnya,

how do we shrink the circuitry inside of it,

and shrink it by 100 times,

dan mengecilkannya 100 kali,

so that we can take the circuitry from the micron scale

sehingga kita bisa mengubah sirkuit ukuran mikro

all the way down to the nanometer scale?

menjadi sekecil ukuran nano?

Because, let's face it,

Karena, jujur saja,

sekarang kita semua ingin ponsel yang lebih kuat dan cepat.

right now we all want more powerful and faster phones.

Well, more power and faster requires more circuitry.

Padahal daya yang lebih besar dan cepat membutuhkan sirkut lebih banyak.

So how do we do this?

Jadi, bagaimana kita melakukannya?

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

Bukan dengan sinar elektromagnetik penyusut ajaib,

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

seperti punya profesor Wayne Szalinski di "Honey, I Shrunk the Kids"

to shrink his children.

untuk menyusutkan anak-anaknya.

On accident, of course.

Tidak sengaja, tentu saja.

Or do we?

Atau apakah kita punya?

Well, actually, in the field,

Baiklah, sebenarnya, di lapangan,

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

terdapat sebuah proses yang cukup mirip dengan itu.

And it's name is photolithography.

Namanya fotolitografi.

In photolithography, we take electromagnetic radiation,

Dalam fotolitografi, kita ambil radiasi elektromagnetik

or what we tend to call light,

atau kita biasa sebut cahaya,

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

dan kita gunakan untuk menyusutkan beberapa dari sirkuit,

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

sehingga kita bisa lebih menjejalkannya ke ruang yang lebih kecil.

Now, how does this work?

Sekarang, bagaimana cara kerjanya?

Oke, kita mulai dengan substrat

Well, we start with a substrate

that has a light-sensitive film on it.

di atasnya ada film yang sensitif cahaya.

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

Lalu kita tutup dengan masker yang punya pola di atasnya,

of fine lines and features

terdiri dari garis tipis dan fitur

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

yang akan membuat ponsel bekerja seperti yang kita inginkan.

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

Lalu kita paparkan cahaya terang dan sinari itu melalui masker ini,

which creates a shadow of that pattern on the surface.

yang membentuk bayangan pola tersebut di atas permukaan.

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

Sekarang, di manapun tempat yang cahaya bisa lalui dari celah masker,

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

dia akan menyebabkan reaksi kimia terjadi.

Dan dia akan membuat gambar terbakar berbentuk pola di atas substrat.

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

Sekarang, pertanyaan yang mungkin Anda ingin tanyakan adalah,

So the question you're probably asking is,

how do we go from a burned image

bagaimana dari gambar terbakar,

to clean fine lines and features?

menjadi garis tipis dan fitur yang rapi?

And for that, we have to use a chemical solution

Untuk itu, kita harus gunakan larutan kimia

called the developer.

bernama developer.

Nah, developer ini spesial.

Now the developer is special.

Apa yang bisa dia lakukan adalah membawa seluruh area yang tidak terekspos

What it can do is take all of the nonexposed areas

and remove them selectively,

dan menghilangkannya secara selektif,

leaving behind clean fine lines and features,

sehingga tersisalah garis tipis dan fitur yang rapi,

and making our miniaturized devices work.

dan membuat perangkat yang kita kecilkan menjadi bekerja.

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

Dengan demikian, kini kita sudah gunakan kimia untuk membangun perangkat,

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

dan kita sudah gunakan untuk mengecilkan perangkat.

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

Jadi, mungkin saya sudah meyakinkan Anda bahwa kimia adalah pahlawan sesungguhnya.

and we could wrap it up there.

Dan kita bisa akhiri di sini.

(Applause)

(Tepuk tangan)

Hold on, we're not done.

Tunggu, kita belum selesai.

Not so fast.

Tidak secepat itu.

Karena kita semua manusia.

Because we're all human.

And as a human, I always want more.

Dan sebagai manusia, saya selalu ingin lebih.

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

Jadi sekarang saya ingin berpikir tentang bagaimana menggunakan kimia

to extract more out of a device.

untuk lebih memaksimalkan sebuah perangkat.

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

Sekarang, kita diberitahu bahwa kita ingin sesuatu bernama 5G,

or the promised fifth generation of wireless.

atau generasi nirkabel kelima yang menjanjikan.

Now, you might have heard of 5G

Sekarang, Anda mungkin sudah dengar 5G

in commercials that are starting to appear.

dalam iklan yang mulai bermunculan.

Or maybe some of you even experienced it

Atau mungkin sebagian dari Anda sudah merasakannya

in the 2018 winter Olympics.

pada 2018 Winter Olympic.

What I'm most excited about for 5G

Yang paling menarik bagi saya tentang 5G

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

ialah, ketika saya telat, lari keluar rumah mengejar pesawat,

I can download movies onto my device in 40 seconds

saya dapat mengunduh film ke dalam perangkat saya dalam 40 detik

as opposed to 40 minutes.

bukan 40 menit.

Tapi, sekalinya 5G sesungguhnya ada disini,

But once true 5G is here,

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

ini akan lebih dari sekadar berapa banyak film

we can put on our device.

yang bisa kita unduh ke ponsel.

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

Jadi pertanyaannya, mengapa 5G yang sesungguhnya tidak ada disini?

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

Saya akan beri Anda sebuah rahasia.

It's pretty easy to answer.

Cukup mudah untuk dijawab.

It's just plain hard to do.

Hanya saja sulit untuk dilakukan.

You see, if you use those traditional materials and copper

Begini, jika Anda gunakan material tradisional dan tembaga tersebut

to build 5G devices,

untuk membuat perangkat 5G,

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

sinyal tidak bisa mencapai tujuan akhirnya.

Traditionally, we use really rough insulating layers

Secara tradisional, kita gunakan lapisan terisolasi yang sangat kasar

to support copper wires.

untuk membantu kabel tembaga.

Think about Velcro fasteners.

Pikirkan pengikat Velcro.

Kekasaran dua bagian itulah yang membuat mereka saling menempel.

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

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

Ini cukup penting jika Anda ingin memiliki perangkat

that's going to last longer

yang dapat bertahan lebih lama

than it takes you to rip it out of the box

daripada waktu untuk mengeluarkannya dari kardus

and start installing all of your apps on it.

dan mulai memasang aplikasi di dalamnya.

But this roughness causes a problem.

Tapi kekasaran ini menyebabkan masalah.

You see, at the high speeds for 5G

Coba perhatikan, pada kecepatan tinggi untuk 5G,

the signal has to travel close to that roughness.

sinyal harus melintas dekat dengan kekasaran tersebut.

Dan ini membuatnya menyasar sebelum sampai tujuan akhir.

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

Think about a mountain range.

Pikirkan tentang jangkauan gunung.

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

Dan Anda punya sistem jalan yang kompleks, ke atas dan melintasinya,

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

Anda berusaha untuk mencapai sisi sebrang.

Tidakkah Anda setuju dengan saya

Don't you agree with me

that it would probably take a really long time,

bahwa itu mungkin butuh waktu yang lama,

Anda juga mungkin tersesat,

and you would probably get lost,

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

jika Anda harus naik-turun gunung,

as opposed to if you just drilled a flat tunnel

berbeda jika Anda mengebor terowongan datar

that could go straight on through?

yang bisa berjalan lurus menerobosnya?

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

Begitulah hal yang sama pada perangkat 5G.

If we could remove this roughness,

Jika kita dapat menghilangkan kekasaran ini,

then we can send the 5G signal

maka kita bisa mengirim sinyal 5G

straight on through uninterrupted.

langsung tanpa terganggu.

Sounds pretty good, right?

Terdengar bagus, kan?

But hold on.

Tapi tunggu.

Bukankah tadi saya bilang bahwa kita butuh kekasaran

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

to keep the device together?

untuk menyatukan perangkat?

Jika kita menghilangkannya, kita dalam situasi di mana kini tembaga

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

tidak lagi menempel pada substrat yang mendasarinya.

isn't going to stick to that underlying substrate.

Think about building a house of Lego blocks,

Pikirkan tentang membangun rumah dari blok Lego,

with all of the nooks and crannies that latch together,

dengan semua sudut dan celah yang menyatu,

as opposed to smooth building blocks.

bandingkan dengan blok bangunan mulus.

Which of the two is going to have more structural integrity

Manakah dari keduanya yang akan memiliki struktur yang lebih utuh

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

ketika anak 2 tahun beraksi di ruang tamu,

trying to play Godzilla and knock everything down?

mencoba berperan sebagai Godzilla dan menghancurkan semuanya?

But what if we put glue on those smooth blocks?

Tapi bagaimana jika kita pakai lem pada blok mulus tersebut?

And that's what the industry is waiting for.

Dan itulah yang industri nantikan.

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

Mereka menunggu para ahli kimia untuk mendesain permukaan baru yang mulus

with increased inherent adhesion

dengan peningkatan adhesi yang mengikat

for some of those copper wires.

untuk kabel tembaga tersebut.

And when we solve this problem,

Ketika kita menyelesaikan masalah ini,

and we will solve the problem,

dan kita akan menyelesaikannya,

and we'll work with physicists and engineers

dan kita akan bekerja dengan ahli fisika dan teknik

to solve all of the challenges of 5G,

untuk menyelesaikan semua tantangan 5G,

well then the number of applications is going to skyrocket.

dengan begitu, angka aplikasi akan meningkat tajam.

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

Ya, kita akan punya hal seperti mobil yang menyetir sendiri,

because now our data networks can handle the speeds

karena sekarang jaringan data kita dapat mengatasi kecepatan

and the amount of information required to make that work.

dan jumlah informasi yang dibutuhkan agar dapat bekerja.

But let's start to use imagination.

Tapi mari kita mulai dengan imajinasi.

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

Saya bisa membayangkan pergi ke restoran dengan teman yang alergi kacang,

taking out my phone,

mengeluarkan ponsel,

waving it over the food

mengayunkannya di atas makanan

and having the food tell us

dan mendapati makanan memberitahu kita

sebuah jawaban penting dari pertanyaan --

a really important answer to a question --

deadly or safe to consume?

Apakah mematikan atau aman untuk dikonsumsi?

Or maybe our devices will get so good

Atau mungkin perangkat kita akan sangat baik

at processing information about us,

dalam memproses informasi tentang kita,

that they'll become like our personal trainers.

hingga dia mampu menjadi personal trainer kita.

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

Dan dia akan tahu cara paling efisien bagi kita untuk membakar kalori.

I know come November,

Saya akan melahirkan bulan November,

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

saat saya berusaha membakar beberapa kilo akibat hamil,

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

Saya akan menyukai perangkat memberitahu bagaimana caranya.

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

Saya tidak tahu lagi bagaimana mengatakannya,

kecuali kimia itu keren.

except chemistry is just cool.

And it enables all of these electronic devices.

Dia memungkinkan semua perangkat elektronik.

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

Sehingga lain kali Anda mengirim pesan atau melakukan selfie,

think about all those atoms that are hard at work

pikirkan tentang semua atom yang bekerja keras

and the innovation that came before them.

dan inovasi yang datang sebelumnya.

Who knows,

Siapa tahu,

maybe even some of you listening to this talk,

mungkin beberapa dari Anda mendengarkan ini,

perhaps even on your mobile device,

mungkin lewat ponsel Anda,

will decide that you too want to play sidekick

memutuskan bahwa Anda juga ingin menjadi kaki tangan untuk

to Captain Chemistry,

Kapten Kimia,

the true hero of electronic devices.

pahlawan sesungguhnya dari perangkat elektronik.

Terima kasih perhatiannya,

Thank you for your attention,

and thank you chemistry.

dan terima kasih, Kimia.

(Applause)

(Tepuk Tangan)