The incredible chemistry powering your smartphone | Cathy Mulzer

Translator: Ivana Korom Reviewer: Joanna Pietrulewicz

Traduttore: Chiara Sodi Revisore: Nicoletta Pedrana

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

Quando iniziai il liceo con il mio nuovo telefono Nokia,

I thought I just had the new, coolest replacement

pensavo di avere il nuovissimo e più bel rimpiazzo

for my old pink princess walkie-talkie.

del mio vecchio walkie-talkie rosa da principessa.

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

Però, ora io e i miei amici potevamo mandarci messaggini o parlarci

wherever we were,

ovunque fossimo,

instead of pretending,

invece di fare finta,

when we were running around each other's backyards.

quando scorrazzavamo tra i nostri giardini.

Now, I'll be honest.

Ora, sarò onesta.

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

Al tempo, non pensavo molto a come erano fatti questi dispositivi.

They tended to show up on Christmas morning,

Apparivano il giorno di Natale,

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

forse li facevano gli elfi nel laboratorio di Babbo Natale.

Let me ask you a question.

Ho una domanda per voi.

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

Chi credete siano i veri elfi che creano questi dispositivi?

If I ask a lot of the people I know,

Se lo chiedessi a molte persone che conosco,

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

direbbero che sono gli ingegneri in felpa della Silicon Valley

hacking away at code.

che lavorano alla programmazione.

But a lot has to happen to these devices

Ma questi dispositivi richiedono molto lavoro

before they're ready for any kind of code.

prima che siano pronti per qualsiasi programma.

These devices start at the atomic level.

Questi dispositivi cominciano a livello atomico.

So if you ask me,

Se lo chiedete a me,

the real elves are the chemists.

i chimici sono i veri folletti.

That's right, I said the chemists.

Esatto, ho detto l chimici,

Chemistry is the hero of electronic communications.

La chimica è la vera eroina delle comunicazioni elettroniche.

And my goal today is to convince you

E il mio scopo oggi è quello di convincervi

to agree with me.

ad essere d'accordo con me.

OK, let's start simple,

Ok, partiamo da qualcosa di semplice,

and take a look inside these insanely addictive devices.

e guardiamo dentro a questi dispositivi che creano così tanta dipendenza.

Because without chemistry,

Perché senza la chimica,

what is an information superhighway that we love,

la superstrada delle informazioni che tanto amiamo

would just be a really expensive, shiny paperweight.

sarebbe soltanto uno scintillante e costoso fermacarte.

Chemistry enables all of these layers.

La chimica fa funzionare tutti questi strati.

Let's start at the display.

Iniziamo dallo schermo.

Come credete che si ottengano quei colori così vividi e brillanti

How do you think we get those bright, vivid colors

that we love so much?

che amiamo così tanto?

Well, I'll tell you.

Beh, ve lo dico io.

There's organic polymers embedded within the display,

All'interno dello schermo ci sono polimeri organici

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

che trasformano l'elettricità nei colori blu, rosso e verde

that we enjoy in our pictures.

che ci piace vedere nelle nostre foto.

What if we move down to the battery?

E se passassimo alla batteria?

Now there's some intense research.

Qui sì che c'è una bella ricerca.

How do we take the chemical principles of traditional batteries

Come prendere i principi chimici delle batterie tradizionali

and pair it with new, high surface area electrodes,

e metterli insieme ai nuovi elettrodi di superficie,

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

così da includere più carica in uno spazio più piccolo,

so that we could power our devices all day long,

per poter dare energia ai dispositivi tutto il giorno,

while we're taking selfies,

mentre ci facciamo i selfie,

without having to recharge our batteries

senza dover ricaricare le batterie

or sit tethered to an electrical outlet?

o star seduti attaccati a una presa elettrica?

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

E se parlassimo degli adesivi che tengono tutto insieme,

so that it could withstand our frequent usage?

così che possono resistere all'uso frequente che ne facciamo?

After all, as a millennial,

Dopotutto, da millennial,

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

devo tirar fuori il mio telefono almeno 200 volte al giorno per controllarlo,

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

e nel farlo, lo faccio cadere due o tre volte.

Ma quali sono i veri cervelli di questi dispositivi?

But what are the real brains of these devices?

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

Cosa li fa funzionare nel modo che ci piace così tanto?

Well that all has to do with electrical components and circuitry

Beh, questo ha a che fare con i componenti elettrici e i circuiti

that are tethered to a printed circuit board.

che sono stampati nella scheda elettronica.

Or maybe you prefer a biological metaphor --

O forse preferite una metafora biologica--

the motherboard, you might have heard of that.

la scheda madre, forse ne avete sentito parlare.

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

Invece, non si parla molto del circuito stampato.

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

E sinceramente, non so perché.

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

Forse perché è lo strato meno sexy

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

ed è nascosto sotto tutti gli altri bellissimi strati.

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

Ma è arrivato il momento di dare a questo componente Clark Kent

the Superman-worthy praise it deserves.

il merito da Superman che si merita.

And so I ask you a question.

E quindi vi faccio una domanda.

What do you think a printed circuit board is?

Che cosa pensate sia il circuito stampato?

Well, consider a metaphor.

Prendete una metafora.

Think about the city that you live in.

Pensate alla città in cui vivete.

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

Ci sono tutti questi luoghi di interesse che volete raggiungere:

your home, your work, restaurants,

casa vostra, dove lavorate, i ristoranti,

a couple of Starbucks on every block.

un paio di Starbucks in ogni isolato.

And so we build roads that connect them all together.

E così costruiamo strade che li connettono tutti.

That's what a printed circuit board is.

Ecco cosa è il circuito stampato.

Except, instead of having things like restaurants,

Solo che, invece di avere cose come ristoranti,

we have transistors on chips,

abbiamo transistor sopra dei chip,

capacitors, resistors,

condensatori, resistenze,

all of these electrical components

tutti questi componenti elettrici

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

che devono trovare il modo di comunicare fra di loro.

And so what are our roads?

E quali sono le nostre strade?

Well, we build tiny copper wires.

Costruiamo dei piccolissimi cavi di rame.

So the next question is,

La domanda successiva è,

how do we make these tiny copper wires?

come facciamo questi piccoli cavi di rame?

They're really small.

Sono davvero piccoli.

Could it be that we go to the hardware store,

Andiamo dal ferramenta,

pick up a spool of copper wire,

prendiamo una bobina di filo di rame,

get some wire cutters, a little clip-clip,

una tronchesina, tagliamo un po',

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

cuciamo tutto insieme e poi, sbam! Abbiamo il nostro circuito stampato?

No way.

Assolutamente no.

These wires are way too small for that.

Questi cavi sono troppo piccoli per farlo.

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

Così, dobbiamo affidarci alla nostra amica: la chimica.

Now, the chemical process to make these tiny copper wires

Ora, il processo chimico per creare questi piccolissimi cavi in rame

is seemingly simple.

è apparentemente semplice.

We start with a solution

Iniziamo con una soluzione

of positively charged copper spheres.

di sfere di rame a carica positiva.

We then add to it an insulating printed circuit board.

Poi aggiungiamo un circuito stampato isolato.

And we feed those positively charged spheres

E alimentiamo le sfere di carica positiva

negatively charged electrons

con degli elettroni di carica negativa

by adding formaldehyde to the mix.

aggiungendo formaldeide alla miscela.

So you might remember formaldehyde.

Vi ricordate la formaldeide.

Really distinct odor,

Dall'odore tipico,

used to preserve frogs in biology class.

usato per conservare le rane nelle lezioni di biologia.

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

Sembra che possa fare molto più di quello.

And it's a really key component

Ed è un vero componente chiave

to making these tiny copper wires.

nella produzione dei cavi di rame sottili.

You see, the electrons on formaldehyde have a drive.

Gli elettroni sulla formaldeide hanno un istinto.

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

Vogliono passare alle sfere in rame caricate positivamente.

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

E tutto a causa di un processo chiamato ossidoriduzione.

And when that happens,

E quando questo avviene,

we can take these positively charged copper spheres

possiamo prendere queste sfere di rame a carica positiva

and turn them into bright,

e trasformarle in brillante

shiny, metallic and conductive copper.

lucente, rame metallico e conduttivo.

And once we have conductive copper,

E una volta ottenuto rame conduttivo,

now we're cooking with gas.

siamo a un buon punto.

And we can get all of those electrical components

E facciamo comunicare quei componenti elettrici

to talk to each other.

fra di loro.

So thank you once again to chemistry.

Quindi, di nuovo grazie alla chimica.

And let's take a thought

Fermiamoci un momento

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

a pensare quanto siamo arrivati lontano con la chimica.

Clearly, in electronic communications,

Chiaramente, nelle comunicazioni elettroniche,

size matters.

la dimensione conta.

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

Quindi, pensiamo a come possiamo rimpicciolire i nostri dispositivi,

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

così da poter passare dal cellulare Zack Morris degli anni 90

to something a little bit more sleek,

a qualcosa di più elegante,

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

come i telefoni di oggi che possono stare in una tasca.

Although, let's be real here:

Siamo realistici però:

absolutely nothing can fit into ladies' pants pockets,

niente può veramente entrare nelle tasche dei pantaloni da donna,

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

se si riesce a trovare un paio di pantaloni con le tasche.

(Laughter)

(Risate)

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

E non credo che la chimica possa aiutarci con questo problema.

But more important than shrinking the actual device,

Ma più che rimpicciolire il dispositivo,

how do we shrink the circuitry inside of it,

è come rimpiccioliamo il circuito al suo interno

and shrink it by 100 times,

e rimpicciolirlo di 100 volte,

so that we can take the circuitry from the micron scale

così da portare il circuito da micrometri

all the way down to the nanometer scale?

fino ai nanometri?

Because, let's face it,

Perché, diciamolo,

right now we all want more powerful and faster phones.

ora, ciò che vogliamo sono telefoni più potenti e più veloci.

Well, more power and faster requires more circuitry.

Per maggiore potenza e velocità occorre più circuiteria.

So how do we do this?

Quindi, come lo facciamo?

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

Non abbiamo il raggio magico elettromagnetico che rimpicciolisce,

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

come il Prof. Wayne Szalinski in "Tesoro mi si sono ristretti i ragazzi"

to shrink his children.

per rimpicciolire i suoi bambini.

On accident, of course.

Per sbaglio ovviamente.

Or do we?

Oppure lo abbiamo?

Well, actually, in the field,

Beh, in realtà, in questo campo,

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

c'è una procedimento che è molto simile a quello.

And it's name is photolithography.

E si chiama fotolitografia.

In photolithography, we take electromagnetic radiation,

Nella fotolitografia, prendiamo la radiazione elettromagnetica,

or what we tend to call light,

o quello che noi chiamiamo luce,

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

e la usiamo per rimpicciolire parte del circuito,

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

così che potremmo inserirne di più in uno spazio veramente piccolo.

Now, how does this work?

Ora, come funziona?

Well, we start with a substrate

Iniziamo da un substrato

that has a light-sensitive film on it.

con una pellicola sensibile alla luce.

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

Poi lo copriamo con una maschera sulle quali sono diesegnate

of fine lines and features

linee sottili e le caratteristiche

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

che faranno funzionare il telefono nel modo in cui vogliamo.

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

Poi lo esponiamo a luce intensa che facciamo passare dalla maschera

which creates a shadow of that pattern on the surface.

e questo crea un'ombra di disegno sulla superficie.

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

Da qualsiasi punto la luce passi attraverso la maschera,

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

causerà una reazione chimica.

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

E brucerà l'immagine dello schema sul substrato.

So the question you're probably asking is,

La domanda che vi state forse chiedendo è:

how do we go from a burned image

come si passa da un'immagine impressa

to clean fine lines and features?

alle linee sottili e pulite e alle caratteristiche?

And for that, we have to use a chemical solution

E per questo, dobbiamo usare una soluzione chimica

called the developer.

chiamata sviluppatore.

Now the developer is special.

Ora, lo sviluppatore è speciale.

What it can do is take all of the nonexposed areas

Può prendere tutte le aree non esposte

and remove them selectively,

e rimuoverle in modo selettivo,

leaving behind clean fine lines and features,

lasciando delle linee sottili pulite e le caratteristiche

and making our miniaturized devices work.

e far funzionare il nostro dispositivo miniaturizzato.

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

Quindi, abbiamo usato la chimica per costruire i dispositivi

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

e l'abbiamo usata per rimpicciolirli.

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

Quindi forse vi ho convinto che la chimica è la vera eroina

and we could wrap it up there.

e che potremmo anche finirla qui.

(Applause)

(Applausi)

Hold on, we're not done.

Un momento, non abbiamo finito.

Not so fast.

Non così presto.

Because we're all human.

Perché siamo tutti essere umani.

And as a human, I always want more.

E come essere umano, voglio di più.

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

E così ora voglio pensare a come usare la chimica

to extract more out of a device.

per ottenere ancora di più dal dispositivo.

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

Ora ci viene detto che quello che vogliamo è qualcosa che si chiama 5G,

or the promised fifth generation of wireless.

o la promessa quinta generazione wireless.

Now, you might have heard of 5G

Ora, potreste aver sentito del 5G

in commercials that are starting to appear.

nelle pubblicità che cominciano a uscire,

Or maybe some of you even experienced it

O forse qualcuno di voi l'ha già usata

in the 2018 winter Olympics.

durante le olimpiadi invernali del 2018.

What I'm most excited about for 5G

Quello che mi entusiasma di più del 5G

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

è che, quando sono in ritardo, uscendo di corsa di casa per prendere un volo,

I can download movies onto my device in 40 seconds

posso scaricare dei film sul dispositivo in 40 secondi

as opposed to 40 minutes.

invece di 40 minuti.

But once true 5G is here,

Ma una volta che avremo il vero 5G,

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

sarà molto di più dello scaricare quanti più film

we can put on our device.

possiamo mettere sul dispositivo.

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

Quindi la domanda è, perché non abbiamo ancora il 5G?

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

E vi dirò un piccolo segreto.

It's pretty easy to answer.

La risposta è piuttosto facile.

It's just plain hard to do.

È molto difficile da fare.

You see, if you use those traditional materials and copper

Vedete, se usate i materiali tradizionali e il rame

to build 5G devices,

per costruire dispositivi 5G,

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

il segnale non riuscirà a raggiungere la sua destinazione.

Traditionally, we use really rough insulating layers

Nel metodo tradizionale, usiamo degli strati isolanti molto ruvidi

to support copper wires.

per supportare i fili di rame.

Think about Velcro fasteners.

Pensate alle chiusure di velcro.

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

È la ruvidità dei due pezzi che li fa stare insieme.

Questo è molto importante se volete avere un dispositivo

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

that's going to last longer

che duri più a lungo

than it takes you to rip it out of the box

di quanto ci vuole a scartarlo

and start installing all of your apps on it.

e a installarci tutte le applicazioni.

But this roughness causes a problem.

Ma questa ruvidità causa un problema.

You see, at the high speeds for 5G

Vedete, alla velocità per il 5G

the signal has to travel close to that roughness.

il segnale deve viaggiare vicino a quella ruvidità.

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

E questo fa si che si perda prima di raggiungere la sua destinazione finale.

Think about a mountain range.

Pensate ad una catena montuosa.

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

Con un sistema complesso di strade che vanno su e giù

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

e voi cercate di arrivare dall'altra parte.

Don't you agree with me

Non credete anche voi

that it would probably take a really long time,

che probabilmente ci vorrà tantissimo tempo

and you would probably get lost,

e che probabilmente vi perderete,

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

se doveste andare su e giù per tutte le montagne,

as opposed to if you just drilled a flat tunnel

invece di scavare un tunnel piatto

that could go straight on through?

che può andarci direttamente attraverso?

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

È la stessa cosa con i dispositivi 5G.

If we could remove this roughness,

Se potessimo rimuovere questa ruvidità,

then we can send the 5G signal

allora potremmo mandare il segnale 5G

straight on through uninterrupted.

direttamente senza interruzioni.

Sounds pretty good, right?

Sembra bello vero?

But hold on.

Ma, un attimo.

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

Non ho detto che abbiamo bisogno della ruvidità

to keep the device together?

per tenere insieme il dispositivo?

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

E se lo rimuovessimo, il rame

isn't going to stick to that underlying substrate.

non si attaccherebbe più al substrato sottostante.

Think about building a house of Lego blocks,

Pensate a costruire una casa con pezzi di Lego,

with all of the nooks and crannies that latch together,

con i recessi e fessure che si attaccano insieme,

as opposed to smooth building blocks.

invece di mattoncini lisci.

Which of the two is going to have more structural integrity

Quale dei due avrà più integrità strutturale

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

quando un bambino di due anni ci passerà vicino muovendosi velocemente,

trying to play Godzilla and knock everything down?

facendo finta di essere Godzilla e buttando giù tutto?

But what if we put glue on those smooth blocks?

Ma se mettessimo della colla su quei mattoncini lisci?

And that's what the industry is waiting for.

Ed è questo che l'industria sta aspettando.

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

Aspetta che i chimici progettino delle superfici nuove e lisce

with increased inherent adhesion

con maggiore adesione intrinseca

for some of those copper wires.

per alcuni di questi cavi di rame

And when we solve this problem,

E quando risolveremo il problema,

and we will solve the problem,

e lo risolveremo,

and we'll work with physicists and engineers

e lavoreremo con i fisici e gli ingegneri

to solve all of the challenges of 5G,

per risolvere tutte le sfide del 5G,

well then the number of applications is going to skyrocket.

allora il numero di applicazioni andrà alle stelle.

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

Quindi, sì, avremmo cose come auto che guidano da sole,

because now our data networks can handle the speeds

perché le nostre reti di dati potranno gestire la velocità

and the amount of information required to make that work.

e la quantità di informazione necessaria per farle funzionare.

But let's start to use imagination.

Ma cominciamo a usare l'immaginazione.

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

Immaginiamo di andare al ristorante con un amico che è allergico alle noccioline,

taking out my phone,

prendere il telefono,

waving it over the food

muoverlo sopra il cibo

and having the food tell us

e farci dare dal cibo

a really important answer to a question --

una risposta veramente importante a una domanda--

deadly or safe to consume?

mortale o sicuro da mangiare?

Or maybe our devices will get so good

O forse i dispositivi saranno così bravi

at processing information about us,

a processare le informazioni su di noi,

that they'll become like our personal trainers.

da diventare come i nostri personal trainer.

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

E conosceranno il modo più efficiente per farci bruciare le calorie.

I know come November,

So che a Novembre,

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

quando proverò a perdere un po' del peso della gravidanza,

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

mi piacerebbe avere un dispositivo che mi dica come farlo.

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

Non so come altro dirlo,

except chemistry is just cool.

tranne che la chimica è forte.

And it enables all of these electronic devices.

E fa funzionare tutti questi dispositivi elettronici.

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

Quindi, la prossima volta che mandate un sms o vi fate un selfie,

think about all those atoms that are hard at work

pensate a tutti gli atomi che stanno lavorando sodo

and the innovation that came before them.

e le innovazioni che ci sono state prima di loro.

Who knows,

Chissà,

maybe even some of you listening to this talk,

forse alcuni di voi che state ascoltando,

perhaps even on your mobile device,

forse anche dai vostri cellulari,

will decide that you too want to play sidekick

decideranno che anche voi vorrete fare da spalla

to Captain Chemistry,

a Capitan Chimica,

the true hero of electronic devices.

la vera eroina dei dispositivi elettronici.

Thank you for your attention,

Grazie per la vostra attenzione

and thank you chemistry.

e grazie alla chimica.

(Applause)

(Applausi)