The science of friction -- and its surprising impact on our lives | Jennifer Vail

Transcriber: Joseph Geni Reviewer: Camille Martínez

Traduttore: Asia Carafa Revisore: Anna Cristiana Minoli

I have to admit that it's a lot of fun

Devo ammettere che è davvero divertente

when people ask me what I do for my job,

quando mi chiedono che lavoro faccio,

perché dico che, letteralmente, strofino cose una contro l'altra.

because I tell them I literally rub things together.

This sounds ridiculous,

Sembra ridicolo,

just rubbing things together.

strofino semplicemente cose.

But it has a technical name:

Ma questa cosa ha un nome tecnico:

tribology.

tribologia.

T-r-i-b-o-l-o-g-y,

T-r-i-b-o-l-o-g-i-a,

from the ancient Greek word "tribos,"

dal greco antico, "Tribos",

which means "to rub."

che significa "strofinare".

It's a funny-sounding word you've probably never heard before,

È una parola strana che forse non avete mai sentito prima

but I promise you,

ma vi prometto

discovering it changes your experience with the physical world.

che scoprirla cambierà il vostro approccio con il mondo reale.

Tribology has given me amazing projects.

La Tribologia mi ha dato progetti fantastici.

I've worked on materials that fly, and I've worked on dog food --

Ho lavorato con materiali che volano, e ho lavorato con il cibo per cani --

una combinazione apparentemente improbabile per una persona

a combination that doesn't sound like one person has any business doing

in the span of just a couple years,

per più di un paio di anni,

until you start to view the world through a tribological lens.

fino a che non inizia a vedere il mondo attraverso una lente tribologica.

E credo che vi sorprenderebbe vedere

And I think you'll be surprised

at how significant a little bit of tribology can be

quanto può essere significativa un po' di tribologia

in alleviating some very large problems.

nell'alleviare grandi problemi.

Tribology is the study of friction, wear and lubrication.

La tribologia è lo studio dell'attrito, dell'usura e della lubrificazione.

You have all experienced all three of these things.

Tutti voi avete sperimentato tutte e tre queste cose.

Ricordate l'ultima volta che avete provato a spingere un oggetto pesante

Remember the last time you tried to move a heavy object across the floor,

and you could just feel something resisting you?

e sentivate qualcosa che faceva resistenza?

That would be friction.

Quello è l'attrito.

Friction is the force that opposes motion.

L'attrito è la forza che si oppone al movimento.

Wear is the loss or transfer of material.

L'usura è la perdita o il trasferimento di materiale.

È il motivo per cui bisogna comprare delle scarpe nuove,

It's the reason you have to replace your favorite shoes,

because eventually the soles disappear.

perché la suola si consuma.

Lubricants are used to reduce friction and wear.

I lubrificanti servono a ridurre attrito e usura.

They loosen up those stubborn rusted bolts that just otherwise will not budge.

Ammorbidiscono quei bulloni arrugginiti che altrimenti non si svitano.

But tribology is also defined as the science of interacting surfaces

Ma la tribologia è anche definita come la scienza dell'interazione tra superfici

in relative motion.

in moto relativo.

So, interacting surfaces in relative motion:

Quindi, interazione tra superfici in moto relativo:

there are a lot of those in the world.

ce ne sono tantissime al mondo.

As you're sitting there right now, are you wiggling your foot at all

Mentre siete lì seduti adesso, state dondolando un piede

o vi state spostando appena sulla poltroncina?

or maybe shifting around in your seat?

Because guess what? Tribology is happening.

Indovinate? Quella è tribologia.

Even the smallest shift in your seat

Anche un piccolissimo movimento sulla poltrona

involves two surfaces moving relative to each other.

richiede che due superfici si muovano una contro l'altra.

And your tribological interaction for the shift

E la vostra interazione tribologica

will be different than the person next to you.

è diversa da quella del vostro vicino di posto.

This is because the clothes you're wearing

Questo perché i vestiti che indossate

change the friction between you and the seat.

cambiano l'attrito tra voi e la poltrona.

If you're wearing silk, it's a little easier to squirm around in the seat

É più facile spostarvi sulla poltrona se indossate seta

than if you're wearing wool.

rispetto a chi indossa della lana.

Questo perché l'attrito è minore per la seta.

That's because the friction is lower for silk.

If you're moving your ankle or wiggling your ankle at all,

Se state muovendo o anche solo dondolando la caviglia,

did it make a popping sound?

fa un rumore come di schricchiolio?

You've had that, right?

Vi è successo, vero?

You get up, you move around, and some joint cracks or pops.

Vi alzate, vi muovete e sentite un'articolazione scrocchiare.

Thank you for that sound, tribology.

Grazie per quel suono, tribologia.

That sound can come from the fluid that lubricates your joints

Quel suono può essere il movimento del fluido

just moving around.

che lubrifica le articolazioni.

You're essentially releasing gas bubbles in that fluid.

Si formano delle bolle d'aria nel fluido.

That sound can also come from the tendons simply moving over each other.

Quel suono può anche provenire da due nervi che si accavallano.

Pretty common in the ankle,

Abbastanza comune nella caviglia,

so any of my fellow foot-wigglers out there

quindi tutti voi che amate roteare il piede

may suddenly find themselves curious about the tribology of tendons.

potreste improvvisamente trovare interessante la tribologia dei tendini.

But how does one become a tribologist like me?

Ma come fa una persona a diventare tribologista come me?

It starts when you're a kid, of course.

Inizia tutto da bamini, ovviamente.

I was a ballerina growing up.

Ho fatto la ballerina da piccola.

I reached the level where I was dancing on my toes,

Ho raggiunto quel livello in cui danzi sulle punte,

or "en pointe."

o "en pointe".

Now, when you're dancing en pointe, you're wearing those amazing shoes,

Quando si danza sulle punte, si indossano quelle bellissime scarpette

che però sul palco possono essere scivolose.

but they can be slippery on the stage.

The last thing you want to do when you're trying to dance on your toes

Quando balli sulle punte l'ultima cosa che vuoi

è scivolare e cadere.

is to slip and fall.

Quindi avevamo delle cassettine con dentro della pece greca.

So we had boxes of stuff called rosin.

We would step into the rosin, put a light coating on our shoes.

Dovevamo entrare nella cassetta e rivestire di pece le nostre scarpette.

Rosin comes from tree sap

La pece deriva dalla linfa degli alberi

and, in its powdered form, makes things less slippery.

e sotto forma di polvere rende gli oggetti meno scivolosi.

Da ballerina imparavi molto in fretta

You learned real fast as a dancer

how much was the right amount to put on your shoes,

quanta pece mettere sulle scarpette,

perché se non ne mettevi abbastanza, sicuramente cadevi

because if you didn't put enough on, you were probably going to slip

per via del pochissimo attrito tra il palco e le scarpette.

due to the low friction between your shoe and the stage.

Best case scenario,

Nel migliore dei casi,

you're the clumsy ballerina on stage,

eri solo considerata la ballerina più maldestra

but the worst case scenario would be an injury.

ma nel peggiore dei casi potevi farti male.

Ero già in grado di ottimizzare e manipolare l'attrito.

Already, I was optimizing and manipulating friction.

You see, I was destined to be a tribologist.

Vedete? Ero destinata a diventare una tribologista.

(Laughter)

(Risate)

But you were also a junior tribologist.

Ma anche voi eravate dei piccoli tribologisti.

When you used crayons or colored pencils,

Quando usavate i pastelli a cera o le matite colorate,

you knew that the harder you pressed, the darker the color.

sapevate che più premevate più il colore era scuro.

You also knew this meant you were going to have to sharpen

Sapevate anche che questo significava temperare quella matita

that crayon or colored pencil more frequently,

o quel pastello più spesso,

perché si sarebbe consumato prima.

because it was wearing down faster.

Now let's talk about those enticing shiny waxed floors

Parliamo di quei bellissimi pavimenti a cui era stata data la cera

that you just had to slide across.

e su cui era irresistibile correre in scivolata.

You knew if you put on a pair of socks,

Sapevate che mettendo un paio di calze

you were going to get a really good slide across that floor.

avreste fatto un'ottima scivolata su quel pavimento.

Ma a piedi nudi era impossibile.

Good luck trying to do that barefoot.

Master manipulators of friction.

Maestri manipolatori dell'attrito.

All kids are tribologists.

Tutti i bambini sono tribologisti.

What about us as adults?

Ma noi adulti invece?

At some point today, you brushed your teeth.

Questa mattina vi sarete lavati i denti.

I hope.

Spero.

(Laughter)

(Risate)

This is tribology in action.

Questa è tribologia.

Il dentifricio e lo spazzolino lavorano insieme

The toothpaste and toothbrush are working to remove or wear

per rimuovere la placca dai denti.

the plaque from your teeth.

For the record, my dad is a dentist.

Per la cronaca, mio papà è un dentista.

Never thought my career was going to circle back to the family business.

Non avrei mai creduto che il mio lavoro potesse ricollegarsi alla famiglia.

But one day, we found ourselves speaking the same language

Ma un giorno ci siamo ritrovati a parlare la stessa lingua

when I was tasked with developing a test to investigate plaque removal.

quando mi è stato chiesto di studiare la rimozione della placca dentale.

Sembrava abbastanza semplice,

Sounded simple enough,

finché non ho iniziato a guardare la cosa da tribologista,

until I started to look at it as a tribologist,

and then it became incredibly complex.

allora è diventato molto complesso.

You have hard materials -- those would be your teeth --

Ci sono materiali duri -- i vostri denti --

soft materials like your gums, the toothpaste, the toothbrush.

materiali morbidi come le gengive, il dentifricio, lo spazzolino.

C'è la lubrificazione, sotto forma di saliva e acqua,

There's lubrication -- the form of saliva and water --

the dynamics of the person doing the brushing and more.

i movimenti della persona che spazzola e molte altre cose.

I promise if we put diamonds in your toothpaste,

Vi assicuro che se mettessimo diamanti nel dentifricio

you're going to remove that plaque.

riusciremmo a rimuovere la placca.

Probably going to remove your teeth as well.

Ma probabilmente rimuoveremmo anche i vostri denti.

So there's a fine balance to be had between wearing the plaque away

C'è un sottile equilibrio tra il rimuovere la placca

and not damaging your teeth and gums.

senza però danneggiare denti e gengive.

We're brushing our teeth because we ate.

Ci spazzoliamo i denti perché abbiamo mangiato.

Eating is another routine thing we all do.

Mangiare è nella routine di chiunque.

Seems simple enough.

Sembra abbastanza semplice.

But it's another field of tribology,

Ma è un'altra branca della tribologia

and it's not so simple.

e non è così semplice.

You have the food, which will break and wear while you're eating,

C'è il cibo, che si spezzetta e consuma mano a mano che mangi,

e questo cibo interagisce con i denti, con la lingua,

and that food is interacting with your teeth, your tongue,

your saliva, your throat.

con la saliva e con la gola.

And all of those interactions are going to influence your experience of eating.

Tutte queste interazioni influenzano la nostra esperienza mangiando.

I think you can all recall a moment where you tried something new

Penso che tutti ricordiamo di aver provato un cibo nuovo

and you just found yourself going,

e di aver pensato

"Well, it tastes alright.

"Mmh, il sapore è buono

I really don't like that texture."

ma non mi piace la consistenza."

Tribologists are looking at lubricity, the coefficient of friction,

I tribologisti vedono la lubrificazione, e il coefficiente di attrito,

as ways to connect mouth feel and texture to what you're experiencing,

come modi di collegare sensazione e consistenza in bocca con l'esperienza,

so that if we're changing the formulations of what we're eating and drinking

quindi se cambiamo la composizione di ciò che mangiamo e beviamo

cambiando la quantità di zuccheri e grassi

so the sugar content or fat content are different,

how does that change mouth feel?

come cambia la sensazione in bocca?

How do we quantify that?

Come lo quantifichiamo?

This is what tribologists are looking to solve.

I tribologisti lavorano per rispondere a questa domanda.

And while my colleagues were in one corner of this lab

E mentre i miei colleghi in una parte del laboratorio

looking at the fat content of yogurt,

studiavano il contenuto di grassi dello yogurt

I was in another corner

io ero dall'altra parte

a studiare il cibo per cani.

studying dog food.

That lab smelled really good, by the way, let me tell you.

In quel laboratorio c'era un profumino davvero squisito.

We all brush our teeth on a regular basis.

Tutti ci spazzoliamo regolarmente i denti.

How many of us brush our pets' teeth?

Ma quanti di noi spazzolano i denti ai nostri animali?

Animals as adults commonly get periodontal disease,

Gli animali adulti hanno spesso malattie parodontali,

quindi dovremmo davvero spazzolare loro i denti,

so we really should be brushing their teeth,

and more pet owners are starting to do this.

e molti padroni stanno iniziando a farlo.

Il mio migliore amico è bravissimo a spazzolare i denti al suo gatto.

I know my best friend is really great at brushing her cat's teeth, somehow.

Good luck trying to do that with my cat.

Con il mio gatto è impossibile.

So what pet food suppliers are trying to do

Ciò che i produttori di cibo per animali stanno tentando

is incorporate plaque removal in things like treats.

è aggiungere un agente per la rimozione della placca nei biscotti.

If you have a dog,

Se avete un cane,

you may have observed that you give a dog a treat,

forse sapete che se gli date un biscottino

and it magically seems to disappear after just one bite.

magicamente sparisce dopo un solo morso.

So the added challenge here is:

Quindi la sfida è:

How do you remove plaque when you have one bite?

come rimuovere la placca in un boccone?

Ho creato quindi un test per studiare il problema

I developed a benchtop test to study this problem,

and to do so, I had to mimic the oral system of dogs:

e per farlo ho dovuto mimare la bocca dei cani:

their teeth, plaque, saliva.

i loro denti, la loro placca e la loro saliva.

And I used friction and wear measurements

E ho calcolato l'attrito e l'usura

to study the effectiveness of that treat on removing plaque.

per studiare l'efficacia di quel biscotto nella rimozione della placca.

If you're sitting there right now thinking about the last time

Se adesso state pensando all'ultima volta

che non avete spazzolato i denti al cane, non c'è di che.

you didn't brush your dog's teeth, you're very welcome.

Ma qual è la cosa importante della tribologia?

But what's the big deal with tribology?

Let me give you one more example.

Fatemi fare un ultimo esempio.

Non importa dove siete adesso, in qualche modo ci siete arrivati.

No matter where you are right now, you got to this location somehow.

Maybe you walked or rode your bike,

Camminando, o in bicicletta,

but for most people in this room, you probably came in a car.

ma molti in questa sala saranno arrivati con l'automobile.

Pensate a tutti i sistemi tribologici che ci sono in un'automobile.

Just think about all the tribological systems in a car.

You have your personal interactions with the car,

Ci sono le vostre interazioni con l'auto,

the car's interactions with the road

le interazioni dell'auto con la strada

and everything under the hood and in the drivetrain.

e tutto ciò che riguarda la trasmissione meccanica nel cofano.

Some routine maintenance is directly connected to tribology.

Molta della manutenzione di routine ha a che fare con la tribologia.

You know how many miles your tires are recommended for using

Sapete ad esempio per quanti chilometri

potete usare le gomme prima di sostituirle.

before you replace them.

Verificate regolarmente il battistrada sulle gomme.

You regularly check the treads on those tires.

You're actively monitoring the wear of your tires.

Controllate spesso l'usura delle gomme.

Tribology is the study of wear and friction,

La Tribologia è lo studio dell'usura e dell'attrito,

and with tires, friction can be the difference between a safe arrival

e con le gomme, l'attrito può significare

un arrivo a destinazione o un incidente stradale.

and a car accident.

This is because the friction between your tires and the road

Questo perché l'attrito tra le gomme e la strada

will influence your acceleration, your deceleration

influenza l'accelerazione, la frenata

and your stopping distance.

e il tempo di arresto.

As a driver, you instinctively already know how important friction is,

Da autisti, istintivamente sapete quanto è importante l'attrito,

because you know that when the roads are wet,

perché sapete che quando le strade sono bagnate

they're more dangerous because they're slippery.

sono più pericolose perché sono scivolose.

This is because the water is reducing the friction

Questo perché l'acqua riduce l'attrito

between your tires and the road.

tra le ruote e l'asfalto.

You may recall that friction is the force that opposes motion,

Forse vi ricordate che l'attrito è la forza che si oppone al moto,

so water reducing that force means it's now easier for you to move,

quindi dal momento che l'acqua riduce quella forza, è più facile muoversi

hence it's more slippery when the roads are wet.

perciò è più scivoloso quando le strade sono bagnate.

Something else to consider

Un'altra cosa da considerare

is that overcoming friction takes energy,

è che per contrastare l'attrito ci vuole energia,

so you're losing energy to friction.

quindi c'è una perdita di energia contro l'attrito.

This is one way your tires can influence your fuel efficiency.

Così le gomme possono influenzare il rendimento del carburante.

And, in fact, did you know that about one-third of the fuel

Sapevate che circa un terzo del carburante

that you put into your internal combustion engine vehicle

che mettete nell'auto

will be spent overcoming friction?

viene utilizzato per superare l'attrito?

One-third.

Un terzo.

Tribology research has helped us reduce friction

La ricerca tribologica ci ha aiutati a ridurre l'attrito

cioè aumentare l'efficenza del carburante riducendo le emissioni.

and therefore increase fuel efficiency and reduce emissions.

Holmberg and Erdemir have actually done some great studies

Holmberg e Erdemir hanno condotto alcuni studi interessanti

showing the impact tribology research can have

nel dimostrare come la tribologia

on reducing our energy consumption.

può ridurre i nostri consumi di energia.

And they found that, looking over the span of 20 years,

E hanno scoperto che, nell'arco di 20 anni,

we had the opportunity to reduce

abbiamo avuto l'opportunità di ridurre

the energy consumption of passenger vehicles

il consumo di energia dei mezzi di trasporto

up to 60 percent.

fino al 60 per cento.

When you think about all the cars in the world,

Quando pensate a tutte le auto del mondo

that's a lot of energy we can save.

è un sacco di energia risparmiata.

It's part of the nearly nine percent of our current global energy consumption

È parte di quasi il 9 per cento del nostro consumo globale di energia

that the authors identified tribology can help us save.

che è stato dimostrato potremmo risparmiare con la tribologia.

That's a significant amount of energy.

È un quantità notevole di energia.

So when you look at the numbers, tribology can do some amazing things.

Guardando i dati, la tribologia può fare cose meravigliose.

My colleagues have identified up to 20 quads of energy

I miei colleghi hanno individuato fino a 20 quads di energia

we can save across the US alone.

che potremmo risparmiare solo negli USA.

To put this in perspective:

Per chiarire il concetto:

one quad of energy is roughly equivalent to 180 million barrels of oil,

un quad di energia equivale più o meno a 180 milioni barili di petrolio,

and tribology can help us save 20 times that.

e la tribologia ci può aiutare a risparmiare 20 volte quella quantità.

This is through new materials, new lubricants,

È possibile fare ciò con nuovi materiali, con nuovi lubrificanti,

novel component design,

nuovi componenti,

doing things like making wind turbines more efficient and reliable.

oppure fare cose come rendere le turbine eoliche più efficienti.

This happened just by putting 31 people in a room

Questo è stato possibile mettendo in una stanza 31 persone

who viewed the world through a tribology lens.

che guardavano il mondo da una prospettiva tribologica.

Imagine the opportunities that will reveal themselves

Immaginate tutte le opportunità che ci sarebbero

as more of us start to see tribology all around.

se più persone iniziassero a vedere la tribologia che ci circonda.

My favorite projects right now are in aerospace applications.

I miei progetti preferiti al momento sono le applicazioni aerospaziali.

I love reducing wear and friction in these challenging environments.

Mi piace ridurre attrito e usura in quegli ambienti complessi.

I can make materials and parts

Posso creare materiali e parti

that will reduce the friction in moving components and engines

che possono ridurre l'attrito nelle componenti mobili e nei motori

so that they have less force opposing their motion.

in modo che ci sia meno forza ad opporsi al loro movimento.

Less force to move means they require less power,

Meno forza da muovere significa che impiegherebbero meno energia,

so you can use a smaller actuator,

utilizzando un attuatore più piccolo,

which would weigh less,

che peserebbe meno,

which saves fuel.

e che potrebbe risparmiare carburante.

I can also help make parts that last longer through lower wear.

Posso aiutare nella creazione di pezzi con minore usura e quindi più longevi.

This will reduce material waste

Ridurrebbe lo spreco di materiale

and also means we're manufacturing the parts less frequently,

e può significare una fabbricazione meno frequente di componenti,

so we're saving energy in manufacturing.

risparmiando quindi l'energia della fabbricazione.

I encourage you to start seeing tribology in the world around you

Vi esorto ad iniziare a vedere la tribologia nella quotidianità

and to think about how you would improve those interacting surfaces you experience.

e iniziare a pensare a come potreste migliorare l'interazione tra le superfici.

Even the smallest improvements

Anche il più piccolo dei miglioramenti

really add up.

può fare la differenza.

Tribology may be a funny-sounding word,

La tribologia può essere una parola strana,

ma ha un impatto davvero notevole sul nostro mondo.

but it has a huge impact on our world.

Thank you.

Grazie.

(Applause)

(Applausi)