TED@DuPont
Cathy Mulzer: The incredible chemistry powering your smartphone
كاثي مولزر: كيف تعمل الهواتف الذكية حقًا
Filmed:
Readability: 3.7
1,406,257 views
هل تساءلت يومًا عن كيفية عمل هاتفك الذكي؟ قم برحلة إلى المستوى الذري مع العالمة كاثي مولزر، التي تكشف عن مدى وجود جميع مكونات أجهزتنا عالية الطاقة تقريبًا بفضل الكيميائيين وليس رجال الأعمال في وادي السيليكون كما يعتقد معظم الناس. كما قالت: "الكيمياء هي بطل الاتصالات الإلكترونية".
Cathy Mulzer - Electrochemist
Cathy Mulzer works on the next generation of materials for all those electronic devices you love: your phone, your TV, your electric car. Full bio
Cathy Mulzer works on the next generation of materials for all those electronic devices you love: your phone, your TV, your electric car. Full bio
Double-click the English transcript below to play the video.
00:13
When I waltzed off to high school
with my new Nokia phone,
with my new Nokia phone,
0
1125
4143
عندما ذهبت إلى المدرسة الثانوية
ومعي هاتفي النوكيا الجديد،
ومعي هاتفي النوكيا الجديد،
00:17
I thought I just had
the new, coolest replacement
the new, coolest replacement
1
5292
2392
كنت أظن أنني امتلكت البديل الأحدث
والأكثر عصرية
والأكثر عصرية
00:19
for my old pink princess walkie-talkie.
2
7708
2976
لجهازي اللاسلكي الزهري القديم.
00:22
Except now, my friends and I
could text or talk to each other
could text or talk to each other
3
10708
3851
ولكن الآن، أنا وأصدقائي أمكننا
المراسلة والتحدث مع بعضنا
المراسلة والتحدث مع بعضنا
00:26
wherever we were,
4
14583
1268
أينما كنا،
00:27
instead of pretending,
5
15875
1268
بدلًا من التظاهر بذلك،
00:29
when we were running around
each other's backyards.
each other's backyards.
6
17167
3226
عندما كنا نركض حول فسحاتنا الخلفية.
00:32
Now, I'll be honest.
7
20417
1726
الآن، سأكون صادقة.
00:34
Back then, I didn't think a lot
about how these devices were made.
about how these devices were made.
8
22167
4267
في ذلك الوقت، لم أفكر كثيرًا حول
كيف تم صنع هذه الأجهزة.
كيف تم صنع هذه الأجهزة.
00:38
They tended to show up
on Christmas morning,
on Christmas morning,
9
26458
2351
كان من العادة أن يظهروا
في صباح عيد الميلاد،
في صباح عيد الميلاد،
00:40
so maybe they were made
by the elves in Santa's workshop.
by the elves in Santa's workshop.
10
28833
2834
فمن المرجح إنها صُنعت من قبل
الأقزام في ورشة سانتا.
الأقزام في ورشة سانتا.
00:44
Let me ask you a question.
11
32875
2143
دعوني أسألكم سؤالا.
00:47
Who do you think the real elves
that make these devices are?
that make these devices are?
12
35042
3166
من هم الأقزام الحقيقيون
الذين صنعوا هذه الأجهزة؟
الذين صنعوا هذه الأجهزة؟
00:51
If I ask a lot of the people I know,
13
39333
2143
إذا سألت العديد من الأشخاص الذين أعرفهم،
00:53
they would say it's the hoodie-wearing
software engineers in Silicon Valley,
software engineers in Silicon Valley,
14
41500
3643
لأجابوا مهندسون برمجيون يرتدون
سترة في سيليكون فالي،
سترة في سيليكون فالي،
00:57
hacking away at code.
15
45167
1416
يعمل متخطيًا الصعاب بالترميز.
00:59
But a lot has to happen to these devices
16
47833
1935
ولكن يجب أن يحدث الكثير لهذه الأجهزة
01:01
before they're ready for any kind of code.
17
49792
2309
قبل أن تكون جاهزة لأي نوع
من أنواع الترميز.
من أنواع الترميز.
01:04
These devices start at the atomic level.
18
52125
3518
تبدأ هذه الأجهزة من المستوى الذري.
01:07
So if you ask me,
19
55667
1684
لذلك إذا سألتني،
01:09
the real elves are the chemists.
20
57375
2583
الأقزام الحقيقيون هم الكيميائيون.
01:12
That's right, I said the chemists.
21
60875
2250
هذا صحيح، قد قلت الكيميائيين.
01:16
Chemistry is the hero
of electronic communications.
of electronic communications.
22
64000
4184
الكيمياء هي بطلة التواصل الالكتروني.
01:20
And my goal today is to convince you
23
68208
2768
وهدفي اليوم أن أقوم بإقناعكم
01:23
to agree with me.
24
71000
1250
لتوافقوني الرأي.
01:25
OK, let's start simple,
25
73667
1892
حسنًا، لنبدأ بشكلٍ مبسط،
01:27
and take a look inside
these insanely addictive devices.
these insanely addictive devices.
26
75583
4435
ونلقي نظرة داخل هذه الأجهزة
التي تسبب الإدمان بشكل جنوني.
التي تسبب الإدمان بشكل جنوني.
01:32
Because without chemistry,
27
80042
2017
لأن من دون الكيمياء،
01:34
what is an information
superhighway that we love,
superhighway that we love,
28
82083
3893
لكانت المعلومات المنتقلة بسرعة
عبر الإنترنت التي نحبها،
عبر الإنترنت التي نحبها،
01:38
would just be a really expensive,
shiny paperweight.
shiny paperweight.
29
86000
3292
عبارة فقط عن ثقالة ورق مكلفة ولماعة.
01:42
Chemistry enables all of these layers.
30
90708
2542
جعلتنا الكيمياء قادرين
على تفعيل كل هذه الطبقات.
على تفعيل كل هذه الطبقات.
01:46
Let's start at the display.
31
94167
2184
لنبدأ بالشاشة.
01:48
How do you think we get
those bright, vivid colors
those bright, vivid colors
32
96375
2559
كيف حصلنا على هذه
الألوان الزاهية والحيوية باعتقادكم
الألوان الزاهية والحيوية باعتقادكم
01:50
that we love so much?
33
98958
2185
والتي نحبها بشدة؟
01:53
Well, I'll tell you.
34
101167
1267
حسنًا، سأخبركم.
01:54
There's organic polymers
embedded within the display,
embedded within the display,
35
102458
2810
هنالك بوليميرات عضوية وُضعت ضمن الشاشة،
01:57
that can take electricity
and turn it into the blue, red and green
and turn it into the blue, red and green
36
105292
4184
التي باستطاعتها أن تتزود بالكهرباء وتتحول
للألوان الأزرق والأحمر والأخضر
للألوان الأزرق والأحمر والأخضر
02:01
that we enjoy in our pictures.
37
109500
2000
التي نستمتع بها في صورنا.
02:04
What if we move down to the battery?
38
112750
2226
ماذا إذا انتقلنا نحو البطارية؟
02:07
Now there's some intense research.
39
115000
2309
الآن هنالك بحث عميق.
02:09
How do we take the chemical principles
of traditional batteries
of traditional batteries
40
117333
3851
كيف استخدمنا المبدأ الكيميائي
للبطاريات التقليدية
للبطاريات التقليدية
02:13
and pair it with new,
high surface area electrodes,
high surface area electrodes,
41
121208
3393
وقرنّاه بالكترودات جديدة
وبمساحة سطح واسعة،
وبمساحة سطح واسعة،
02:16
so we can pack more charge
in a smaller footprint of space,
in a smaller footprint of space,
42
124625
3643
بحيث يمكننا الحصول
على شحن أكثر بأقل مساحة ممكنة،
على شحن أكثر بأقل مساحة ممكنة،
02:20
so that we could power
our devices all day long,
our devices all day long,
43
128292
2351
بحيث يمكننا الحفاظ على طاقة
أجهزتنا طوال اليوم،
أجهزتنا طوال اليوم،
02:22
while we're taking selfies,
44
130667
1684
بينما نقوم بالتقاط السيلفي،
02:24
without having to recharge our batteries
45
132375
1934
دون الحاجة للقيام بإعادة الشحن لهواتفنا
02:26
or sit tethered to an electrical outlet?
46
134333
2250
أو الجلوس متصلين بمأخذ كهربائي؟
02:30
What if we go to the adhesives
that bind it all together,
that bind it all together,
47
138125
3518
ماذا إذا انتقلنا للمواد الرابطة
التي تجمع كل هؤلاء معًا،
التي تجمع كل هؤلاء معًا،
02:33
so that it could withstand
our frequent usage?
our frequent usage?
48
141667
2851
بحيث تستطيع أن تبقى صامدة
أمام استعمالنا المتكرر؟
أمام استعمالنا المتكرر؟
02:36
After all, as a millennial,
49
144542
1976
بعد كل هذا، كشخص من جيل الألفية،
02:38
I have to take my phone out
at least 200 times a day to check it,
at least 200 times a day to check it,
50
146542
3934
يتوجب علي أن أقوم بإخراج هاتفي
على الأقل 200 مرة لأتفقده،
على الأقل 200 مرة لأتفقده،
02:42
and in the process,
drop it two to three times.
drop it two to three times.
51
150500
2833
وخلال ذلك، أقوم بإسقاطه مرتين لثلاث مرات.
02:48
But what are the real brains
of these devices?
of these devices?
52
156042
2184
ولكن ما هي الأدمغة الحقيقية لهذه الأجهزة؟
02:50
What makes them work
the way that we love them so much?
the way that we love them so much?
53
158250
3809
ما الذي يجعلها تعمل بالطريقة
المحببة لنا كثيرًا؟
المحببة لنا كثيرًا؟
02:54
Well that all has to do
with electrical components and circuitry
with electrical components and circuitry
54
162083
3101
حسنًا كل هذا مرتبط
بالمكونات الكهربائية والدارات
بالمكونات الكهربائية والدارات
02:57
that are tethered
to a printed circuit board.
to a printed circuit board.
55
165208
3435
المربوطة بلوحة دارة مطبوعة.
03:00
Or maybe you prefer a biological metaphor --
56
168667
2517
أو ربما تفضلون مصطلحا حيويا ...
03:03
the motherboard,
you might have heard of that.
you might have heard of that.
57
171208
2209
اللوحة الأم، ربما سمعتم بها.
03:07
Now, the printed circuit board
doesn't really get talked about a lot.
doesn't really get talked about a lot.
58
175000
3309
الآن، لوحة الدارة المطبوعة
لا يتم التحدث عنها كثيرًا.
لا يتم التحدث عنها كثيرًا.
03:10
And I'll be honest,
I don't know why that is.
I don't know why that is.
59
178333
2226
ولأكون صادقة لا أدري لم.
03:12
Maybe it's because
it's the least sexy layer
it's the least sexy layer
60
180583
2226
ربما لأنها أقل طبقة مثيرة للاهتمام
03:14
and it's hidden beneath all of those
other sleek-looking layers.
other sleek-looking layers.
61
182833
3685
ومخبأة في قاع كل الطبقات المخملية الأخرى.
03:18
But it's time to finally give this
Clark Kent layer
Clark Kent layer
62
186542
3309
ولكن حان الوقت لإعطاء طبقة كلارك كينت حقها
03:21
the Superman-worthy praise it deserves.
63
189875
3768
بالثناء كبطل حقيقي يستحق هذا الثناء.
03:25
And so I ask you a question.
64
193667
2517
ولذلك سأسألكم سؤالا.
03:28
What do you think
a printed circuit board is?
a printed circuit board is?
65
196208
2125
ما هي لوحة الدارة المطبوعة باعتقادكم؟
03:31
Well, consider a metaphor.
66
199500
2101
حسنًا، بالنظر للمصطلح.
03:33
Think about the city that you live in.
67
201625
2226
قوموا بالتفكير بالمدينة التي تسكنونها.
03:35
You have all these points of interest
that you want to get to:
that you want to get to:
68
203875
3309
لديكم كل هذه النقاط المثيرة للاهتمام
التي تجعلكم تذهبون إليها:
التي تجعلكم تذهبون إليها:
03:39
your home, your work, restaurants,
69
207208
2893
منازلكم وأعمالكم والمطاعم،
03:42
a couple of Starbucks on every block.
70
210125
2250
وبعض محلات الستار باكس في كل حي.
03:45
And so we build roads
that connect them all together.
that connect them all together.
71
213208
3250
ولذلك قمنا ببناء الطرق التي تصل
كل هذا مع بعضه البعض.
كل هذا مع بعضه البعض.
03:49
That's what a printed circuit board is.
72
217833
2518
هذا ما تمثله لوحة الدارة المطبوعة.
03:52
Except, instead of having
things like restaurants,
things like restaurants,
73
220375
2768
ما عدا، بدل المطاعم،
03:55
we have transistors on chips,
74
223167
3767
لدينا ترانسستورات على الرقاقات،
03:58
capacitors, resistors,
75
226958
1310
المكثفات والمقاومات،
04:00
all of these electrical components
76
228292
2476
كل هذه المكونات الكهربائية
04:02
that need to find a way
to talk to each other.
to talk to each other.
77
230792
3184
تحتاج لإيجاد طريق لتتواصل مع بعضها البعض.
04:06
And so what are our roads?
78
234000
1750
فإذًا ما هي طرقنا؟
04:08
Well, we build tiny copper wires.
79
236667
2750
حسنًا، قمنا بتصنيع أسلاك نحاسية صغيرة.
04:12
So the next question is,
80
240667
1267
فالسؤال التالي هو،
04:13
how do we make these tiny copper wires?
81
241958
2268
كيف نصنع هذه الأسلاك النحاسية الصغيرة؟
04:16
They're really small.
82
244250
1643
إنها حقًا صغيرة جدًا.
04:17
Could it be that we go
to the hardware store,
to the hardware store,
83
245917
2476
هل من الممكن أننا ذهبنا لمخزن الأجهزة،
04:20
pick up a spool of copper wire,
84
248417
1976
واخترنا بكرة أسلاك نحاسية،
04:22
get some wire cutters, a little clip-clip,
85
250417
2976
وجلبنا قطاعة أسلاك ومقصا صغيرا،
04:25
saw it all up and then, bam --
we have our printed circuit board?
we have our printed circuit board?
86
253417
3375
ودمجناها مع بعضها وثم، بام.. فجأة
حصلنا على لوحة الدارة المطبوعة خاصتنا؟
حصلنا على لوحة الدارة المطبوعة خاصتنا؟
04:30
No way.
87
258000
1268
من المستحيل ذلك.
04:31
These wires are way too small for that.
88
259292
2434
هذه الأسلاك متناهية الصغر لتنتج هكذا.
04:33
And so we have to rely
on our friend: chemistry.
on our friend: chemistry.
89
261750
3625
ولذلك علينا أن نعتمد
على صديقتنا: الكيمياء.
على صديقتنا: الكيمياء.
04:38
Now, the chemical process
to make these tiny copper wires
to make these tiny copper wires
90
266708
3101
الآن، العملية الكيميائية لصنع
هذه الأسلاك النحاسية
هذه الأسلاك النحاسية
04:41
is seemingly simple.
91
269833
2018
تبدو بسيطة.
04:43
We start with a solution
92
271875
1768
نبدأ بمحلول
04:45
of positively charged copper spheres.
93
273667
3392
من سطوح النحاس المشحونة إيجابًا.
04:49
We then add to it an insulating
printed circuit board.
printed circuit board.
94
277083
4435
ثم نقوم بالإضافة عليه
لوحة الدارة المطبوعة المعزولة.
لوحة الدارة المطبوعة المعزولة.
04:53
And we feed those
positively charged spheres
positively charged spheres
95
281542
3392
ونقوم بتغذية هذه السطوح المشحونة إيجابًا
04:56
negatively charged electrons
96
284958
1768
بالكترونات مشحونة سلبًا
04:58
by adding formaldehyde to the mix.
97
286750
2393
من خلال إضافة فورم ألدهيد للمزيج.
05:01
So you might remember formaldehyde.
98
289167
1767
ربما تتذكرون الفورم ألدهيد.
05:02
Really distinct odor,
99
290958
1768
له رائحة مميزة حقًا،
05:04
used to preserve frogs in biology class.
100
292750
3309
استخدم لحفظ الضفادع في صف الأحياء.
05:08
Well it turns out it can do
a lot more than just that.
a lot more than just that.
101
296083
2768
حسنًا اتضح أن بإمكانه
القيام بأكثر من ذلك.
القيام بأكثر من ذلك.
05:10
And it's a really key component
102
298875
2059
وهو مكون مفتاحي فعلي
05:12
to making these tiny copper wires.
103
300958
2250
لصنع هذه الأسلاك النحاسية الصغيرة.
05:16
You see, the electrons
on formaldehyde have a drive.
on formaldehyde have a drive.
104
304208
3351
هل ترون، تمتلك الالكترونات
في الفورم ألدهيد استثارة.
في الفورم ألدهيد استثارة.
05:19
They want to jump over to those
positively charged copper spheres.
positively charged copper spheres.
105
307583
3792
يريدون القفز فوق تلك سطوح النحاس
المشحونين إيجابًا.
المشحونين إيجابًا.
05:24
And that's all because of a process
known as redox chemistry.
known as redox chemistry.
106
312500
4268
وذلك كله بسبب عملية معروفة
بـ كيمياء الأكسدة.
بـ كيمياء الأكسدة.
05:28
And when that happens,
107
316792
1267
وعندما يحدث هذا،
05:30
we can take these positively
charged copper spheres
charged copper spheres
108
318083
3685
يمكننا أخذ هذه السطوح
النحاسية المشحونة إيجابًا
النحاسية المشحونة إيجابًا
05:33
and turn them into bright,
109
321792
2434
وتقوم بتحويلها إلى نحاس براق،
05:36
shiny, metallic and conductive copper.
110
324250
4434
لامع ومعدني وموصل.
05:40
And once we have conductive copper,
111
328708
2226
وحالما نحصل على نحاس موصل،
05:42
now we're cooking with gas.
112
330958
1476
والآن نقوم بتصنيعه مع الغاز.
05:44
And we can get all
of those electrical components
of those electrical components
113
332458
2310
ويمكننا الحصول
على هذه المكونات الإلكترونية.
على هذه المكونات الإلكترونية.
05:46
to talk to each other.
114
334792
1267
لتتواصل فيما بينها.
05:48
So thank you once again to chemistry.
115
336083
2417
لذلك علينا شكر
الكيمياء مرةً أخرى.
الكيمياء مرةً أخرى.
05:51
And let's take a thought
116
339625
1601
ولنقوم بأخذ فكرة
05:53
and think about how far
we've come with chemistry.
we've come with chemistry.
117
341250
3208
ونقوم بالتفكير عن مدى تقدمنا بالكيمياء.
05:57
Clearly, in electronic communications,
118
345583
2685
بشكل واضح، في الاتصال الالكتروني،
06:00
size matters.
119
348292
1684
الحجم يهم.
06:02
So let's think about
how we can shrink down our devices,
how we can shrink down our devices,
120
350000
3434
لذلك لنقم بالتفكير حول كيفية
إمكاننا من تصغير حجم أجهزتنا،
إمكاننا من تصغير حجم أجهزتنا،
06:05
so that we can go from our 1990s
Zack Morris cell phone
Zack Morris cell phone
121
353458
3560
بحيث يمكننا الانتقال من هاتف زاك موريس
في سنوات الـ 1990
في سنوات الـ 1990
06:09
to something a little bit more sleek,
122
357042
1851
لشيء أكثر أناقة قليلًا،
06:10
like the phones of today
that can fit in our pockets.
that can fit in our pockets.
123
358917
3017
مثل هواتف يومنا هذا التي تتسع في جيوبنا.
06:13
Although, let's be real here:
124
361958
1518
بالرغم، لنكن واقعين هنا:
06:15
absolutely nothing can fit
into ladies' pants pockets,
into ladies' pants pockets,
125
363500
3851
من المؤكد أن لا شيء يتسع
في جيوب بناطيل النساء،
في جيوب بناطيل النساء،
06:19
if you can find a pair of pants
that has pockets.
that has pockets.
126
367375
2976
هذا إذا وجدت بنطال نسائي بجيوب.
06:22
(Laughter)
127
370375
1018
(ضحك)
06:23
And I don't think chemistry
can help us with that problem.
can help us with that problem.
128
371417
3125
ولا أعتقد أن الكيمياء تستطيع
مساعدتنا في هذه المشكلة.
مساعدتنا في هذه المشكلة.
06:28
But more important
than shrinking the actual device,
than shrinking the actual device,
129
376833
3226
ولكن الأهم من تصغير حجم أجهزتنا الفعلي،
06:32
how do we shrink
the circuitry inside of it,
the circuitry inside of it,
130
380083
2393
كيف نقوم بتصغير الدارة التي بداخله،
06:34
and shrink it by 100 times,
131
382500
1934
ونقوم بتصغيرها ما يقارب 100 مرة،
06:36
so that we can take the circuitry
from the micron scale
from the micron scale
132
384458
3393
بحيث نستطيع نقل الدارة من مقياس المكرون
06:39
all the way down to the nanometer scale?
133
387875
1958
نزولًا لمقياس النانومتر؟
06:42
Because, let's face it,
134
390833
1268
بسبب، لنواجه الأمر،
06:44
right now we all want
more powerful and faster phones.
more powerful and faster phones.
135
392125
3601
نريد جميعنا هواتف أقوى وأسرع.
06:47
Well, more power and faster
requires more circuitry.
requires more circuitry.
136
395750
4167
حسنًا، أقوى وأسرع يتطلب المزيد من الدارات.
06:53
So how do we do this?
137
401333
1685
لذلك كيف يمكننا القيام بذلك؟
06:55
It's not like we have some magic
electromagnetic shrink ray,
electromagnetic shrink ray,
138
403042
3726
ليس الأمر كأنه لدينا أشعة
الكترومغناطيسية سحرية للتصغير،
الكترومغناطيسية سحرية للتصغير،
06:58
like professor Wayne Szalinski used
in "Honey, I Shrunk the Kids"
in "Honey, I Shrunk the Kids"
139
406792
3059
كالذي استخدمه بروفيسور واين زالينسكي
في "عزيزتي، قلصت الأطفال"
في "عزيزتي، قلصت الأطفال"
07:01
to shrink his children.
140
409875
1351
ليقوم بتقليص أطفاله.
07:03
On accident, of course.
141
411250
1292
بالخطأ، طبعًا.
07:05
Or do we?
142
413792
1250
أو هل نمتلك؟
07:07
Well, actually, in the field,
143
415958
1768
حسنًا، حقيقةً، في المجال،
07:09
there's a process
that's pretty similar to that.
that's pretty similar to that.
144
417750
2726
هنالك عملية تقريبًا مشابهة لهذا.
07:12
And it's name is photolithography.
145
420500
2893
وتدعى الطباعة الضوئية.
07:15
In photolithography,
we take electromagnetic radiation,
we take electromagnetic radiation,
146
423417
3351
في الطباعة الضوئية، نقوم بأخذ
إشعاع الكترومغناطيسي،
إشعاع الكترومغناطيسي،
07:18
or what we tend to call light,
147
426792
1976
أو ما اعتدنا على تسميته بالضوء،
07:20
and we use it to shrink down
some of that circuitry,
some of that circuitry,
148
428792
2642
ونقوم باستخدامه لتقليص بعض هذه الدارات.
07:23
so that we could cram more of it
into a really small space.
into a really small space.
149
431458
3667
بحيث يمكننا ملأ المزيد منها
في مكان صغير جدًا.
في مكان صغير جدًا.
07:29
Now, how does this work?
150
437583
1584
الآن، كيف يحدث هذا؟
07:32
Well, we start with a substrate
151
440000
1934
حسنًا، نبدأ بركازة
07:33
that has a light-sensitive film on it.
152
441958
2935
تحوي على طبقة رقيقة حساسة للضوء.
07:36
We then cover it with a mask
that has a pattern on top of it
that has a pattern on top of it
153
444917
3559
ثم نقوم بتغطيتها بقناع لديه نمط في قمته
07:40
of fine lines and features
154
448500
1559
من خطوط ناعمة أو ميزات
07:42
that are going to make the phone work
the way that we want it to.
the way that we want it to.
155
450083
3810
سوف تجعل الهاتف يعمل بالطريقة التي نريدها.
07:45
We then expose a bright light
and shine it through this mask,
and shine it through this mask,
156
453917
3726
ثم نقوم بتوجيه ضوء ساطع ولامع عبر القناع،
07:49
which creates a shadow
of that pattern on the surface.
of that pattern on the surface.
157
457667
3291
الذي يقوم بتشكيل خيال
لذلك النمط على السطح.
لذلك النمط على السطح.
07:53
Now, anywhere that the light
can get through the mask,
can get through the mask,
158
461875
2934
الآن، في أي مكان يستطيع
الضوء العبور عبر القناع،
الضوء العبور عبر القناع،
07:56
it's going to cause
a chemical reaction to occur.
a chemical reaction to occur.
159
464833
3268
سوف يتسبب بحدوث تفاعل كيميائي.
08:00
And that's going to burn the image
of that pattern into the substrate.
of that pattern into the substrate.
160
468125
4559
وهذا سوف يقوم بحرق صورة النمط على الركازة.
08:04
So the question you're probably asking is,
161
472708
2101
ولعل السؤال الذي تطرحونه الآن،
08:06
how do we go from a burned image
162
474833
1935
كيف نقوم بالتحول من صورة محروقة
08:08
to clean fine lines and features?
163
476792
3059
لخطوط ناعمة وميزات؟
08:11
And for that, we have to use
a chemical solution
a chemical solution
164
479875
2601
ولذلك، يتوجب علينا استخدام محلول كيميائي
08:14
called the developer.
165
482500
1601
يدعى المحمض.
08:16
Now the developer is special.
166
484125
2018
الآن، المحلول المحمض هو محلول خاص.
08:18
What it can do is take
all of the nonexposed areas
all of the nonexposed areas
167
486167
3559
الذي يستطيع القيام به هو أخذ جميع
المناطق غير المتعرضة
المناطق غير المتعرضة
08:21
and remove them selectively,
168
489750
1934
والقيام بتنحيتها بشكل نوعي،
08:23
leaving behind clean
fine lines and features,
fine lines and features,
169
491708
2935
مخلفًا وراءه خطوط ناعمة نظيفة وميزات،
08:26
and making our miniaturized devices work.
170
494667
2583
ويجعل أجهزتنا المصغرة تعمل.
08:30
So, we've used chemistry now
to build up our devices,
to build up our devices,
171
498417
3684
إذّا، قمنا باستخدام الكيمياء
الآن لبناء أجهزتنا،
الآن لبناء أجهزتنا،
08:34
and we've used it
to shrink down our devices.
to shrink down our devices.
172
502125
3351
واستخدمناها لتقليص حجم أجهزتنا.
08:37
So I've probably convinced you
that chemistry is the true hero,
that chemistry is the true hero,
173
505500
3184
إذًا من المرجح أنني قمت بإقناعكم
بأن الكيمياء هي البطل الحقيقي،
بأن الكيمياء هي البطل الحقيقي،
08:40
and we could wrap it up there.
174
508708
1459
ويمكننا أن نتوقف هنا.
08:42
(Applause)
175
510701
1150
(تصفيق)
08:43
Hold on, we're not done.
176
511875
1518
انتظروا، لم ننته بعد.
08:45
Not so fast.
177
513417
1601
ليس بهذه السرعة.
08:47
Because we're all human.
178
515042
1851
وذلك بسبب أننا كلنا بشر.
08:48
And as a human, I always want more.
179
516917
2601
وكبشر، دائمًا أريد المزيد.
08:51
And so now I want to think
about how to use chemistry
about how to use chemistry
180
519542
2684
ولذلك الآن أريد أن أفكر
بكيفية استخدام الكيمياء
بكيفية استخدام الكيمياء
08:54
to extract more out of a device.
181
522250
2250
لاستخلاص المزيد من الجهاز.
08:57
Right now, we're being told
that we want something called 5G,
that we want something called 5G,
182
525833
3976
الآن، تم إخبارنا أننا نريد شيئا يدعى 5G،
09:01
or the promised
fifth generation of wireless.
fifth generation of wireless.
183
529833
2792
أو الجيل الخامس
من الاتصالات اللاسيلكية الموعودة.
من الاتصالات اللاسيلكية الموعودة.
09:05
Now, you might have heard of 5G
184
533458
2101
الآن، من المرجح أنكم سمعتم بالـ 5G
09:07
in commercials
that are starting to appear.
that are starting to appear.
185
535583
2042
في الإعلانات التي بدأت بالظهور.
09:10
Or maybe some of you even experienced it
186
538708
1976
أو حتى من المحتمل أن بعضكم قام بتجربتها
09:12
in the 2018 winter Olympics.
187
540708
2167
في شتاء الأولمبياد لعام 2018.
09:15
What I'm most excited about for 5G
188
543875
2351
أكثر ما أنا متحمسة لأجله بخصوص الـ 5G
09:18
is that, when I'm late,
running out of the house to catch a plane,
running out of the house to catch a plane,
189
546250
3684
هو، عندما أكون متأخرة، أقوم بالاستعجال
من بيتي لألحق بالطائرة،
من بيتي لألحق بالطائرة،
09:21
I can download movies
onto my device in 40 seconds
onto my device in 40 seconds
190
549958
3143
يمكنني أن أقوم بتحميل فيلم
على جهازي خلال 40 ثانية
على جهازي خلال 40 ثانية
09:25
as opposed to 40 minutes.
191
553125
1667
بما يقابله 40 دقيقة.
09:28
But once true 5G is here,
192
556000
1809
ولكن حالما يصل الـ 5G الحقيقي،
09:29
it's going to be a lot more
than how many movies
than how many movies
193
557833
2268
سيكون أكثر من مجرد كم عدد الأفلام
09:32
we can put on our device.
194
560125
1333
التي بالإمكان وضعها في أجهزتنا.
09:34
So the question is,
why is true 5G not here?
why is true 5G not here?
195
562458
3000
لذلك السؤال هو، لماذا
الـ 5G الحقيقي ليس هنا؟
الـ 5G الحقيقي ليس هنا؟
09:38
And I'll let you in on a little secret.
196
566375
1976
وسأطلعكم على سر صغير.
09:40
It's pretty easy to answer.
197
568375
2476
من السهل الإجابة عليه.
09:42
It's just plain hard to do.
198
570875
1833
إنه أمر صعب جدًا.
09:45
You see, if you use
those traditional materials and copper
those traditional materials and copper
199
573833
2851
ترون، إذا استخدمنا هذه
المواد التقليدية والنحاس
المواد التقليدية والنحاس
09:48
to build 5G devices,
200
576708
1893
لبناء أجهزة الـ 5G،
09:50
the signal can't make it
to its final destination.
to its final destination.
201
578625
3000
لا تستطيع الإشارات الوصول
إلى هدفها الأخير.
إلى هدفها الأخير.
09:55
Traditionally, we use
really rough insulating layers
really rough insulating layers
202
583833
4518
بشكل تقليدي، نستخدم طبقات عازلة قاسية حقًا
10:00
to support copper wires.
203
588375
2518
لتدعم الأسلاك النحاسية.
10:02
Think about Velcro fasteners.
204
590917
2059
فكروا بلفافات الفيلكرو.
10:05
It's the roughness of the two pieces
that make them stick together.
that make them stick together.
205
593000
4000
هو الصلابة لقطعتين تلتصقان ببعضهما.
10:10
That's pretty important
if you want to have a device
if you want to have a device
206
598208
2435
هذا أمر مهم إذا أردت أن تحصل على جهاز
10:12
that's going to last longer
207
600667
1309
ذي عمر طويل
10:14
than it takes you to rip it out of the box
208
602000
2018
بدلًا من أن تقوم بإخراجه من علبته
10:16
and start installing
all of your apps on it.
all of your apps on it.
209
604042
2048
والبدء بالتحميل لجميع تطبيقاتك عليه.
10:19
But this roughness causes a problem.
210
607250
1917
ولكن هذه الصلابة تسبب مشكلة.
10:21
You see, at the high speeds for 5G
211
609958
3435
كما ترون، بالسرعة العظمى العالية للـ 5G
10:25
the signal has to travel
close to that roughness.
close to that roughness.
212
613417
3767
يتوجب على الإشارة الانتقال
بسرعة متقاربة لهذه الصلابة.
بسرعة متقاربة لهذه الصلابة.
10:29
And it makes it get lost
before it reaches its final destination.
before it reaches its final destination.
213
617208
3792
وهذا يجعلها تتبدد قبل أن تصل هدفها الأخير.
10:34
Think about a mountain range.
214
622292
1726
فكروا بسلسلة جبال.
10:36
And you have a complex system of roads
that goes up and over it,
that goes up and over it,
215
624042
3476
ولديكم مجموعة أنظمة طرقية
معقدة التي تمر عبرها وفوقها،
معقدة التي تمر عبرها وفوقها،
10:39
and you're trying
to get to the other side.
to get to the other side.
216
627542
2726
وأنت تحاول أن تعبر الطريق للجهة الأخرى.
10:42
Don't you agree with me
217
630292
1267
ألا توافقني
10:43
that it would probably take
a really long time,
a really long time,
218
631583
3393
من المحتمل سوف تحتاج وقتا طويلا،
10:47
and you would probably get lost,
219
635000
2059
ومن المرجح أن تضيع،
10:49
if you had to go up and down
all of the mountains,
all of the mountains,
220
637083
2643
إذا كنت مضطرًا أن تعبر
صعودًا ونزولًا جميع الجبال،
صعودًا ونزولًا جميع الجبال،
10:51
as opposed to if you just
drilled a flat tunnel
drilled a flat tunnel
221
639750
2393
بما يعاكس إذا كنت تسير عبر نفق ممهد ومسطح
10:54
that could go straight on through?
222
642167
2434
الذي من الممكن أن يمر
بشكل مباشر عبر السلسلة؟
بشكل مباشر عبر السلسلة؟
10:56
Well it's the same thing
in our 5G devices.
in our 5G devices.
223
644625
2684
حسنًا إنه أمر مماثل في أجهزتنا الـ 5G.
10:59
If we could remove this roughness,
224
647333
2351
إذا أمكننا إزالة هذه الصلابة،
11:01
then we can send the 5G signal
225
649708
1851
حينها يمكننا أن نرسل إشارة الـ 5G
11:03
straight on through uninterrupted.
226
651583
2018
مباشرةً دون مقاطعة.
11:05
Sounds pretty good, right?
227
653625
1250
يبدو أمرا جيدا، أليس كذلك؟
11:07
But hold on.
228
655792
1267
ولكن انتظروا.
11:09
Didn't I just tell you
that we needed that roughness
that we needed that roughness
229
657083
2476
ألم أقل منذ قليل بأننا نحتاج الصلابة
11:11
to keep the device together?
230
659583
1393
لإبقاء الجهاز متماسكًا؟
11:13
And if we remove it,
we're in a situation where now the copper
we're in a situation where now the copper
231
661000
2976
وإذا أزلناها، نحن في موضع حيث النحاس الآن
11:16
isn't going to stick
to that underlying substrate.
to that underlying substrate.
232
664000
2334
لن يلتصق على الركازة الأساسية المبطنة.
11:19
Think about building
a house of Lego blocks,
a house of Lego blocks,
233
667583
2851
فكروا ببناء منزل من مكعبات الليغو،
11:22
with all of the nooks and crannies
that latch together,
that latch together,
234
670458
4226
مع جميع هذه الزوايا والشقوق
التي تنقفل على بعضها البعض،
التي تنقفل على بعضها البعض،
11:26
as opposed to smooth building blocks.
235
674708
2643
على عكس اللبنات الملساء.
11:29
Which of the two is going to have
more structural integrity
more structural integrity
236
677375
3309
أي من هاتين سوف تكون
ذات بنية هيكلية متكاملة
ذات بنية هيكلية متكاملة
11:32
when the two-year-old comes
ripping through the living room,
ripping through the living room,
237
680708
2851
عندما تمر سنتان وتحاول أن تدخل
غرفة الجلوس وتدمر،
غرفة الجلوس وتدمر،
11:35
trying to play Godzilla
and knock everything down?
and knock everything down?
238
683583
2334
محاولًا أن تلعب غودزيلا
وتطرح كل شيء أرضًا؟
وتطرح كل شيء أرضًا؟
11:39
But what if we put glue
on those smooth blocks?
on those smooth blocks?
239
687375
2208
ولكن ماذا إذا وضعنا
لاصقا على اللبنات الملساء؟
لاصقا على اللبنات الملساء؟
11:43
And that's what
the industry is waiting for.
the industry is waiting for.
240
691125
2726
وهذا ما تقوم الصناعة بانتظاره.
11:45
They're waiting for the chemists
to design new, smooth surfaces
to design new, smooth surfaces
241
693875
3101
تتنظر الكيميائيين ليصمموا سطوح ملساء جديدة
11:49
with increased inherent adhesion
242
697000
2518
مع زيادة قوة الالتصاق المتأصلة
11:51
for some of those copper wires.
243
699542
2041
لبعض هذه الأسلاك النحاسية.
11:54
And when we solve this problem,
244
702457
1477
وعندما نحل هذه المشكلة،
11:55
and we will solve the problem,
245
703958
1685
وسوف نحلها،
11:57
and we'll work
with physicists and engineers
with physicists and engineers
246
705667
2226
وسنعمل مع فيزيائيين ومهندسين
11:59
to solve all of the challenges of 5G,
247
707917
3184
لحل جميع التحديات التي تواجه الـ 5G،
12:03
well then the number of applications
is going to skyrocket.
is going to skyrocket.
248
711125
3476
حسنًا حينها عدد التطبيقات
سيرتفع بشكل هستيري.
سيرتفع بشكل هستيري.
12:06
So yeah, we'll have things
like self-driving cars,
like self-driving cars,
249
714625
2893
إذًا، سيصبح لدينا
أشياء مثل: سيارات قيادة ذاتية،
أشياء مثل: سيارات قيادة ذاتية،
12:09
because now our data networks
can handle the speeds
can handle the speeds
250
717542
3642
بسبب أن شبكات معلوماتنا الآن يمكنها
أن تتعامل مع السرعة
أن تتعامل مع السرعة
12:13
and the amount of information
required to make that work.
required to make that work.
251
721208
3435
وكمية المعلومات المطلوبة لجعلها تعمل.
12:16
But let's start to use imagination.
252
724667
2851
ولكن لنبدأ باستخدام مخيلتنا.
12:19
I can imagine going into a restaurant
with a friend that has a peanut allergy,
with a friend that has a peanut allergy,
253
727542
4142
يمكنني أن أتخيل نفسي ذاهبة لمطعم
مع صديق لديه حساسية للفستق،
مع صديق لديه حساسية للفستق،
12:23
taking out my phone,
254
731708
1768
أخرج هاتفي،
12:25
waving it over the food
255
733500
1351
ألوح به فوق الطعام
12:26
and having the food tell us
256
734875
2184
ويقوم الطعام بإخبارنا
12:29
a really important answer to a question --
257
737083
3226
جواب مهم جدًا لسؤال...
12:32
deadly or safe to consume?
258
740333
2709
هل تناوله آمن أم مميت؟
12:35
Or maybe our devices will get so good
259
743875
2976
أو من المحتمل أن أجهزتنا ستصبح جيدة جدًا
12:38
at processing information about us,
260
746875
3018
بالتعامل مع المعلومات الخاصة بنا،
12:41
that they'll become
like our personal trainers.
like our personal trainers.
261
749917
2976
بحيث تصبح مثل مدربنا الخاص بنا.
12:44
And they'll know the most efficient way
for us to burn calories.
for us to burn calories.
262
752917
3267
وتصبح تعلم الطريقة المثلى
الخاصة بنا لحرق السعرات الحرارية.
الخاصة بنا لحرق السعرات الحرارية.
12:48
I know come November,
263
756208
1310
أعلم بأنه بإقبال نوفمبر،
12:49
when I'm trying to burn off
some of these pregnancy pounds,
some of these pregnancy pounds,
264
757542
2767
وعندما أحاول أن أتخلص
من باوندات الحمل هذه،
من باوندات الحمل هذه،
12:52
I would love a device
that could tell me how to do that.
that could tell me how to do that.
265
760333
2875
سأحب أن يكون هنالك جهاز قادرًا
أن يقول لي كيف يمكن فعل هذا.
أن يقول لي كيف يمكن فعل هذا.
12:56
I really don't know
another way of saying it,
another way of saying it,
266
764542
2434
لا أعلم حقًا طريقة أخرى لقولها،
12:59
except chemistry is just cool.
267
767000
2143
سوى أن الكيمياء رائعة حقًا.
13:01
And it enables all of these
electronic devices.
electronic devices.
268
769167
3851
وقادرة على جعل كل هذه الأجهزة فعالة.
13:05
So the next time you send a text
or take a selfie,
or take a selfie,
269
773042
3976
إذًا المرة القادمة التي ترسل رسالة
أو تلتقط سيلفي،
أو تلتقط سيلفي،
13:09
think about all those atoms
that are hard at work
that are hard at work
270
777042
2517
فكر بكل هذه الذرات التي تجتهد في عملها
13:11
and the innovation that came before them.
271
779583
2375
والاختراع الذي أتى عن طريقها.
13:15
Who knows,
272
783000
1268
من يعلم،
13:16
maybe even some of you
listening to this talk,
listening to this talk,
273
784292
2309
ربما بعضكم الذي يستمع لهذه المحادثة،
13:18
perhaps even on your mobile device,
274
786625
2059
ومن المحتمل أيضًا على هواتفكم،
13:20
will decide that you too
want to play sidekick
want to play sidekick
275
788708
2435
سيقررون أنك أنت أيضا تلعب دور الصاحب
13:23
to Captain Chemistry,
276
791167
1309
للكابتن الكيمياء،
13:24
the true hero of electronic devices.
277
792500
3809
البطل الحقيقي للأجهزة الالكترونية.
13:28
Thank you for your attention,
278
796333
1601
شكرًا جزيلًا لإنصاتكم،
13:29
and thank you chemistry.
279
797958
1601
وشكرًا للكيمياء.
13:31
(Applause)
280
799583
3250
(تصفيق)
ABOUT THE SPEAKER
Cathy Mulzer - ElectrochemistCathy Mulzer works on the next generation of materials for all those electronic devices you love: your phone, your TV, your electric car.
Why you should listen
Early on during her educational years, Cathy Mulzer investigated one research topic in particular: How can we store even more energy in tinier spaces? As is often the case in research, it took several tries until the lightbulb of invention literally lit up for her -- which, in Mulzer's case, was an LED-bulb powered by special set of new organic polymer materials. Her scientific achievements were documented in several scientific publications, which were highlighted in the Cornell Chronicle in 2016. Her work was recognized with awards such as the DSM Science & Technology award in 2017, and she was named as one of 2018's "Talented 12" by the staff of Chemical & Engineering News.
As a senior scientist at DuPont’s Electronic & Imaging site in Marlborough, MA, Mulzer is part of a team that works in close collaboration with DuPont’s customers, seeking to innovate in material research and application to enable, for example, new sensors and sharper pictures in your smartphones. Moreover, Mulzer likes to engage in scientific discussions with the wider community -- through presentations and essays organized by the American Chemical Society, through seminars at her alma mater Marist College -- and also as part of outreach at local high schools to raise interest in scientific education.
Cathy Mulzer | Speaker | TED.com