ABOUT THE SPEAKER
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.

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. 

More profile about the speaker
Cathy Mulzer | Speaker | TED.com
TED@DuPont

Cathy Mulzer: The incredible chemistry powering your smartphone

كاثي مولزر: كيف تعمل الهواتف الذكية حقًا

Filmed:
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".
- 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

Double-click the English transcript below to play the video.

00:13
When I waltzedراقص الفالز off to highمتوسط schoolمدرسة
with my newالجديد Nokiaنوكيا phoneهاتف,
0
1125
4143
عندما ذهبت إلى المدرسة الثانوية
ومعي هاتفي النوكيا الجديد،
00:17
I thought I just had
the newالجديد, coolestأروع replacementإستبدال
1
5292
2392
كنت أظن أنني امتلكت البديل الأحدث
والأكثر عصرية
00:19
for my oldقديم pinkزهري princessأميرة walkie-talkieجهاز لاسلكي.
2
7708
2976
لجهازي اللاسلكي الزهري القديم.
00:22
Exceptإلا now, my friendsاصحاب and I
could textنص or talk to eachكل other
3
10708
3851
ولكن الآن، أنا وأصدقائي أمكننا
المراسلة والتحدث مع بعضنا
00:26
whereverأينما we were,
4
14583
1268
أينما كنا،
00:27
insteadفي حين أن of pretendingالتظاهر,
5
15875
1268
بدلًا من التظاهر بذلك،
00:29
when we were runningجري around
eachكل other'sالآخرين backyardsالساحات الخلفية للمنازل.
6
17167
3226
عندما كنا نركض حول فسحاتنا الخلفية.
00:32
Now, I'll be honestصادق.
7
20417
1726
الآن، سأكون صادقة.
00:34
Back then, I didn't think a lot
about how these devicesالأجهزة were madeمصنوع.
8
22167
4267
في ذلك الوقت، لم أفكر كثيرًا حول
كيف تم صنع هذه الأجهزة.
00:38
They tendedمالت to showتبين up
on Christmasعيد الميلاد morningصباح,
9
26458
2351
كان من العادة أن يظهروا
في صباح عيد الميلاد،
00:40
so maybe they were madeمصنوع
by the elvesالجان in Santa'sسانتا workshopورشة عمل.
10
28833
2834
فمن المرجح إنها صُنعت من قبل
الأقزام في ورشة سانتا.
00:44
Let me askيطلب you a questionسؤال.
11
32875
2143
دعوني أسألكم سؤالا.
00:47
Who do you think the realحقيقة elvesالجان
that make these devicesالأجهزة are?
12
35042
3166
من هم الأقزام الحقيقيون
الذين صنعوا هذه الأجهزة؟
00:51
If I askيطلب 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-wearingهوديي ارتداء
softwareالبرمجيات engineersالمهندسين in Siliconالسيليكون Valleyالوادي,
14
41500
3643
لأجابوا مهندسون برمجيون يرتدون
سترة في سيليكون فالي،
00:57
hackingالقرصنة away at codeالشفرة.
15
45167
1416
يعمل متخطيًا الصعاب بالترميز.
00:59
But a lot has to happenيحدث to these devicesالأجهزة
16
47833
1935
ولكن يجب أن يحدث الكثير لهذه الأجهزة
01:01
before they're readyجاهز for any kindطيب القلب of codeالشفرة.
17
49792
2309
قبل أن تكون جاهزة لأي نوع
من أنواع الترميز.
01:04
These devicesالأجهزة startبداية at the atomicالذري levelمستوى.
18
52125
3518
تبدأ هذه الأجهزة من المستوى الذري.
01:07
So if you askيطلب me,
19
55667
1684
لذلك إذا سألتني،
01:09
the realحقيقة elvesالجان are the chemistsالكيميائيين.
20
57375
2583
الأقزام الحقيقيون هم الكيميائيون.
01:12
That's right, I said the chemistsالكيميائيين.
21
60875
2250
هذا صحيح، قد قلت الكيميائيين.
01:16
Chemistryكيمياء is the heroبطل
of electronicإلكتروني communicationsمجال الاتصالات.
22
64000
4184
الكيمياء هي بطلة التواصل الالكتروني.
01:20
And my goalهدف todayاليوم is to convinceإقناع you
23
68208
2768
وهدفي اليوم أن أقوم بإقناعكم
01:23
to agreeيوافق على with me.
24
71000
1250
لتوافقوني الرأي.
01:25
OK, let's startبداية simpleبسيط,
25
73667
1892
حسنًا، لنبدأ بشكلٍ مبسط،
01:27
and take a look insideفي داخل
these insanelyبجنون addictiveالادمان devicesالأجهزة.
26
75583
4435
ونلقي نظرة داخل هذه الأجهزة
التي تسبب الإدمان بشكل جنوني.
01:32
Because withoutبدون chemistryكيمياء,
27
80042
2017
لأن من دون الكيمياء،
01:34
what is an informationمعلومات
superhighwayبالطريق السريع that we love,
28
82083
3893
لكانت المعلومات المنتقلة بسرعة
عبر الإنترنت التي نحبها،
01:38
would just be a really expensiveمكلفة,
shinyلامع paperweightثقالة.
29
86000
3292
عبارة فقط عن ثقالة ورق مكلفة ولماعة.
01:42
Chemistryكيمياء enablesتمكن all of these layersطبقات.
30
90708
2542
جعلتنا الكيمياء قادرين
على تفعيل كل هذه الطبقات.
01:46
Let's startبداية at the displayعرض.
31
94167
2184
لنبدأ بالشاشة.
01:48
How do you think we get
those brightمشرق, vividحي colorsالألوان
32
96375
2559
كيف حصلنا على هذه
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 organicعضوي polymersالبوليمرات
embeddedالمضمنة withinفي غضون the displayعرض,
35
102458
2810
هنالك بوليميرات عضوية وُضعت ضمن الشاشة،
01:57
that can take electricityكهرباء
and turnمنعطف أو دور it into the blueأزرق, redأحمر and greenأخضر
36
105292
4184
التي باستطاعتها أن تتزود بالكهرباء وتتحول
للألوان الأزرق والأحمر والأخضر
02:01
that we enjoyاستمتع in our picturesالصور.
37
109500
2000
التي نستمتع بها في صورنا.
02:04
What if we moveنقل down to the batteryالبطارية?
38
112750
2226
ماذا إذا انتقلنا نحو البطارية؟
02:07
Now there's some intenseالمكثف researchابحاث.
39
115000
2309
الآن هنالك بحث عميق.
02:09
How do we take the chemicalالمواد الكيميائية principlesمبادئ
of traditionalتقليدي batteriesبطاريات
40
117333
3851
كيف استخدمنا المبدأ الكيميائي
للبطاريات التقليدية
02:13
and pairزوج it with newالجديد,
highمتوسط surfaceسطح - المظهر الخارجي areaمنطقة electrodesالأقطاب الكهربائية,
41
121208
3393
وقرنّاه بالكترودات جديدة
وبمساحة سطح واسعة،
02:16
so we can packحزمة more chargeالشحنة
in a smallerالأصغر footprintاثار of spaceالفراغ,
42
124625
3643
بحيث يمكننا الحصول
على شحن أكثر بأقل مساحة ممكنة،
02:20
so that we could powerقوة
our devicesالأجهزة all day long,
43
128292
2351
بحيث يمكننا الحفاظ على طاقة
أجهزتنا طوال اليوم،
02:22
while we're takingمع الأخذ selfiesصور شخصية,
44
130667
1684
بينما نقوم بالتقاط السيلفي،
02:24
withoutبدون havingوجود to rechargeتعبئة رصيد our batteriesبطاريات
45
132375
1934
دون الحاجة للقيام بإعادة الشحن لهواتفنا
02:26
or sitتجلس tetheredالمربوطة to an electricalالكهرباء outletمخرج?
46
134333
2250
أو الجلوس متصلين بمأخذ كهربائي؟
02:30
What if we go to the adhesivesمواد لاصقة
that bindربط it all togetherسويا,
47
138125
3518
ماذا إذا انتقلنا للمواد الرابطة
التي تجمع كل هؤلاء معًا،
02:33
so that it could withstandالصمود
our frequentمتكرر usageاستعمال?
48
141667
2851
بحيث تستطيع أن تبقى صامدة
أمام استعمالنا المتكرر؟
02:36
After all, as a millennialألفي,
49
144542
1976
بعد كل هذا، كشخص من جيل الألفية،
02:38
I have to take my phoneهاتف out
at leastالأقل 200 timesمرات a day to checkالتحقق من it,
50
146542
3934
يتوجب علي أن أقوم بإخراج هاتفي
على الأقل 200 مرة لأتفقده،
02:42
and in the processمعالج,
dropقطرة it two to threeثلاثة timesمرات.
51
150500
2833
وخلال ذلك، أقوم بإسقاطه مرتين لثلاث مرات.
02:48
But what are the realحقيقة brainsعقل
of these devicesالأجهزة?
52
156042
2184
ولكن ما هي الأدمغة الحقيقية لهذه الأجهزة؟
02:50
What makesيصنع them work
the way that we love them so much?
53
158250
3809
ما الذي يجعلها تعمل بالطريقة
المحببة لنا كثيرًا؟
02:54
Well that all has to do
with electricalالكهرباء componentsالمكونات and circuitryالدوائر
54
162083
3101
حسنًا كل هذا مرتبط
بالمكونات الكهربائية والدارات
02:57
that are tetheredالمربوطة
to a printedطباعة circuitدائرة كهربائية boardمجلس.
55
165208
3435
المربوطة بلوحة دارة مطبوعة.
03:00
Or maybe you preferتفضل a biologicalبيولوجي metaphorتشابه مستعار --
56
168667
2517
أو ربما تفضلون مصطلحا حيويا ...
03:03
the motherboardاللوحة الأم,
you mightربما have heardسمعت of that.
57
171208
2209
اللوحة الأم، ربما سمعتم بها.
03:07
Now, the printedطباعة circuitدائرة كهربائية boardمجلس
doesn't really get talkedتحدث about a lot.
58
175000
3309
الآن، لوحة الدارة المطبوعة
لا يتم التحدث عنها كثيرًا.
03:10
And I'll be honestصادق,
I don't know why that is.
59
178333
2226
ولأكون صادقة لا أدري لم.
03:12
Maybe it's because
it's the leastالأقل sexyجنسي layerطبقة
60
180583
2226
ربما لأنها أقل طبقة مثيرة للاهتمام
03:14
and it's hiddenمخفي beneathتحت all of those
other sleek-lookingأنيق المظهر layersطبقات.
61
182833
3685
ومخبأة في قاع كل الطبقات المخملية الأخرى.
03:18
But it's time to finallyأخيرا give this
Clarkكلارك Kentكينت layerطبقة
62
186542
3309
ولكن حان الوقت لإعطاء طبقة كلارك كينت حقها
03:21
the Superman-worthyسوبرمان الجدير praiseمدح it deservesيستحق.
63
189875
3768
بالثناء كبطل حقيقي يستحق هذا الثناء.
03:25
And so I askيطلب you a questionسؤال.
64
193667
2517
ولذلك سأسألكم سؤالا.
03:28
What do you think
a printedطباعة circuitدائرة كهربائية boardمجلس is?
65
196208
2125
ما هي لوحة الدارة المطبوعة باعتقادكم؟
03:31
Well, considerيعتبر a metaphorتشابه مستعار.
66
199500
2101
حسنًا، بالنظر للمصطلح.
03:33
Think about the cityمدينة that you liveحي in.
67
201625
2226
قوموا بالتفكير بالمدينة التي تسكنونها.
03:35
You have all these pointsنقاط of interestفائدة
that you want to get to:
68
203875
3309
لديكم كل هذه النقاط المثيرة للاهتمام
التي تجعلكم تذهبون إليها:
03:39
your home, your work, restaurantsالمطاعم,
69
207208
2893
منازلكم وأعمالكم والمطاعم،
03:42
a coupleزوجان of Starbucksستاربكس on everyكل blockمنع.
70
210125
2250
وبعض محلات الستار باكس في كل حي.
03:45
And so we buildبناء roadsالطرق
that connectالاتصال them all togetherسويا.
71
213208
3250
ولذلك قمنا ببناء الطرق التي تصل
كل هذا مع بعضه البعض.
03:49
That's what a printedطباعة circuitدائرة كهربائية boardمجلس is.
72
217833
2518
هذا ما تمثله لوحة الدارة المطبوعة.
03:52
Exceptإلا, insteadفي حين أن of havingوجود
things like restaurantsالمطاعم,
73
220375
2768
ما عدا، بدل المطاعم،
03:55
we have transistorsالترانزستورات on chipsرقائق,
74
223167
3767
لدينا ترانسستورات على الرقاقات،
03:58
capacitorsالمكثفات, resistorsالمقاومات,
75
226958
1310
المكثفات والمقاومات،
04:00
all of these electricalالكهرباء componentsالمكونات
76
228292
2476
كل هذه المكونات الكهربائية
04:02
that need to find a way
to talk to eachكل other.
77
230792
3184
تحتاج لإيجاد طريق لتتواصل مع بعضها البعض.
04:06
And so what are our roadsالطرق?
78
234000
1750
فإذًا ما هي طرقنا؟
04:08
Well, we buildبناء tinyصغيرة جدا copperنحاس wiresالأسلاك.
79
236667
2750
حسنًا، قمنا بتصنيع أسلاك نحاسية صغيرة.
04:12
So the nextالتالى questionسؤال is,
80
240667
1267
فالسؤال التالي هو،
04:13
how do we make these tinyصغيرة جدا copperنحاس wiresالأسلاك?
81
241958
2268
كيف نصنع هذه الأسلاك النحاسية الصغيرة؟
04:16
They're really smallصغير.
82
244250
1643
إنها حقًا صغيرة جدًا.
04:17
Could it be that we go
to the hardwareالمعدات storeمتجر,
83
245917
2476
هل من الممكن أننا ذهبنا لمخزن الأجهزة،
04:20
pickقطف او يقطف up a spoolلف of copperنحاس wireالأسلاك,
84
248417
1976
واخترنا بكرة أسلاك نحاسية،
04:22
get some wireالأسلاك cuttersقطع, a little clip-clipكليب كليب,
85
250417
2976
وجلبنا قطاعة أسلاك ومقصا صغيرا،
04:25
saw it all up and then, bamبام --
we have our printedطباعة circuitدائرة كهربائية boardمجلس?
86
253417
3375
ودمجناها مع بعضها وثم، بام.. فجأة
حصلنا على لوحة الدارة المطبوعة خاصتنا؟
04:30
No way.
87
258000
1268
من المستحيل ذلك.
04:31
These wiresالأسلاك are way too smallصغير for that.
88
259292
2434
هذه الأسلاك متناهية الصغر لتنتج هكذا.
04:33
And so we have to relyاعتمد
on our friendصديق: chemistryكيمياء.
89
261750
3625
ولذلك علينا أن نعتمد
على صديقتنا: الكيمياء.
04:38
Now, the chemicalالمواد الكيميائية processمعالج
to make these tinyصغيرة جدا copperنحاس wiresالأسلاك
90
266708
3101
الآن، العملية الكيميائية لصنع
هذه الأسلاك النحاسية
04:41
is seeminglyعلى ما يبدو simpleبسيط.
91
269833
2018
تبدو بسيطة.
04:43
We startبداية with a solutionحل
92
271875
1768
نبدأ بمحلول
04:45
of positivelyبشكل ايجابي chargedمتهم copperنحاس spheresالمجالات.
93
273667
3392
من سطوح النحاس المشحونة إيجابًا.
04:49
We then addإضافة to it an insulatingالعازلة
printedطباعة circuitدائرة كهربائية boardمجلس.
94
277083
4435
ثم نقوم بالإضافة عليه
لوحة الدارة المطبوعة المعزولة.
04:53
And we feedتغذية those
positivelyبشكل ايجابي chargedمتهم spheresالمجالات
95
281542
3392
ونقوم بتغذية هذه السطوح المشحونة إيجابًا
04:56
negativelyسلبا chargedمتهم electronsالإلكترونات
96
284958
1768
بالكترونات مشحونة سلبًا
04:58
by addingمضيفا formaldehydeالفورمالديهايد to the mixمزج.
97
286750
2393
من خلال إضافة فورم ألدهيد للمزيج.
05:01
So you mightربما rememberتذكر formaldehydeالفورمالديهايد.
98
289167
1767
ربما تتذكرون الفورم ألدهيد.
05:02
Really distinctخامد odorرائحة,
99
290958
1768
له رائحة مميزة حقًا،
05:04
used to preserveالحفاظ على frogsالضفادع in biologyمادة الاحياء classصف دراسي.
100
292750
3309
استخدم لحفظ الضفادع في صف الأحياء.
05:08
Well it turnsيتحول out it can do
a lot more than just that.
101
296083
2768
حسنًا اتضح أن بإمكانه
القيام بأكثر من ذلك.
05:10
And it's a really keyمفتاح componentمكون
102
298875
2059
وهو مكون مفتاحي فعلي
05:12
to makingصناعة these tinyصغيرة جدا copperنحاس wiresالأسلاك.
103
300958
2250
لصنع هذه الأسلاك النحاسية الصغيرة.
05:16
You see, the electronsالإلكترونات
on formaldehydeالفورمالديهايد have a driveقيادة.
104
304208
3351
هل ترون، تمتلك الالكترونات
في الفورم ألدهيد استثارة.
05:19
They want to jumpقفز over to those
positivelyبشكل ايجابي chargedمتهم copperنحاس spheresالمجالات.
105
307583
3792
يريدون القفز فوق تلك سطوح النحاس
المشحونين إيجابًا.
05:24
And that's all because of a processمعالج
knownمعروف as redoxالاكسده chemistryكيمياء.
106
312500
4268
وذلك كله بسبب عملية معروفة
بـ كيمياء الأكسدة.
05:28
And when that happensيحدث,
107
316792
1267
وعندما يحدث هذا،
05:30
we can take these positivelyبشكل ايجابي
chargedمتهم copperنحاس spheresالمجالات
108
318083
3685
يمكننا أخذ هذه السطوح
النحاسية المشحونة إيجابًا
05:33
and turnمنعطف أو دور them into brightمشرق,
109
321792
2434
وتقوم بتحويلها إلى نحاس براق،
05:36
shinyلامع, metallicمعدني and conductiveموصل copperنحاس.
110
324250
4434
لامع ومعدني وموصل.
05:40
And onceذات مرة we have conductiveموصل copperنحاس,
111
328708
2226
وحالما نحصل على نحاس موصل،
05:42
now we're cookingطبخ with gasغاز.
112
330958
1476
والآن نقوم بتصنيعه مع الغاز.
05:44
And we can get all
of those electricalالكهرباء componentsالمكونات
113
332458
2310
ويمكننا الحصول
على هذه المكونات الإلكترونية.
05:46
to talk to eachكل other.
114
334792
1267
لتتواصل فيما بينها.
05:48
So thank you onceذات مرة again to chemistryكيمياء.
115
336083
2417
لذلك علينا شكر
الكيمياء مرةً أخرى.
05:51
And let's take a thought
116
339625
1601
ولنقوم بأخذ فكرة
05:53
and think about how farبعيدا
we'veقمنا come with chemistryكيمياء.
117
341250
3208
ونقوم بالتفكير عن مدى تقدمنا بالكيمياء.
05:57
Clearlyبوضوح, in electronicإلكتروني communicationsمجال الاتصالات,
118
345583
2685
بشكل واضح، في الاتصال الالكتروني،
06:00
sizeبحجم mattersالقضايا.
119
348292
1684
الحجم يهم.
06:02
So let's think about
how we can shrinkوإنكمش down our devicesالأجهزة,
120
350000
3434
لذلك لنقم بالتفكير حول كيفية
إمكاننا من تصغير حجم أجهزتنا،
06:05
so that we can go from our 1990s
Zackزاك Morrisموريس cellخلية - زنزانة phoneهاتف
121
353458
3560
بحيث يمكننا الانتقال من هاتف زاك موريس
في سنوات الـ 1990
06:09
to something a little bitقليلا more sleekبطريق,
122
357042
1851
لشيء أكثر أناقة قليلًا،
06:10
like the phonesالهواتف of todayاليوم
that can fitلائق بدنيا in our pocketsجيوب.
123
358917
3017
مثل هواتف يومنا هذا التي تتسع في جيوبنا.
06:13
Althoughبرغم من, let's be realحقيقة here:
124
361958
1518
بالرغم، لنكن واقعين هنا:
06:15
absolutelyإطلاقا nothing can fitلائق بدنيا
into ladies'السيدات pantsبنطال pocketsجيوب,
125
363500
3851
من المؤكد أن لا شيء يتسع
في جيوب بناطيل النساء،
06:19
if you can find a pairزوج of pantsبنطال
that has pocketsجيوب.
126
367375
2976
هذا إذا وجدت بنطال نسائي بجيوب.
06:22
(Laughterضحك)
127
370375
1018
(ضحك)
06:23
And I don't think chemistryكيمياء
can help us with that problemمشكلة.
128
371417
3125
ولا أعتقد أن الكيمياء تستطيع
مساعدتنا في هذه المشكلة.
06:28
But more importantمهم
than shrinkingتقلص the actualفعلي deviceجهاز,
129
376833
3226
ولكن الأهم من تصغير حجم أجهزتنا الفعلي،
06:32
how do we shrinkوإنكمش
the circuitryالدوائر insideفي داخل of it,
130
380083
2393
كيف نقوم بتصغير الدارة التي بداخله،
06:34
and shrinkوإنكمش it by 100 timesمرات,
131
382500
1934
ونقوم بتصغيرها ما يقارب 100 مرة،
06:36
so that we can take the circuitryالدوائر
from the micronميكرون scaleمقياس
132
384458
3393
بحيث نستطيع نقل الدارة من مقياس المكرون
06:39
all the way down to the nanometerنانومتر scaleمقياس?
133
387875
1958
نزولًا لمقياس النانومتر؟
06:42
Because, let's faceوجه it,
134
390833
1268
بسبب، لنواجه الأمر،
06:44
right now we all want
more powerfulقوي and fasterبسرعة phonesالهواتف.
135
392125
3601
نريد جميعنا هواتف أقوى وأسرع.
06:47
Well, more powerقوة and fasterبسرعة
requiresيتطلب more circuitryالدوائر.
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 magicسحر
electromagneticالكهرمغنطيسي shrinkوإنكمش rayشعاع,
138
403042
3726
ليس الأمر كأنه لدينا أشعة
الكترومغناطيسية سحرية للتصغير،
06:58
like professorدكتور جامعى Wayneاين Szalinskiسزالينسكي used
in "Honeyعسل, I Shrunkتقلصت the Kidsأطفال"
139
406792
3059
كالذي استخدمه بروفيسور واين زالينسكي
في "عزيزتي، قلصت الأطفال"
07:01
to shrinkوإنكمش his childrenالأطفال.
140
409875
1351
ليقوم بتقليص أطفاله.
07:03
On accidentحادث, of courseدورة.
141
411250
1292
بالخطأ، طبعًا.
07:05
Or do we?
142
413792
1250
أو هل نمتلك؟
07:07
Well, actuallyفعلا, in the fieldحقل,
143
415958
1768
حسنًا، حقيقةً، في المجال،
07:09
there's a processمعالج
that's prettyجميلة similarمماثل to that.
144
417750
2726
هنالك عملية تقريبًا مشابهة لهذا.
07:12
And it's nameاسم is photolithographyالليثوغرافيا الضوئية.
145
420500
2893
وتدعى الطباعة الضوئية.
07:15
In photolithographyالليثوغرافيا الضوئية,
we take electromagneticالكهرمغنطيسي radiationإشعاع,
146
423417
3351
في الطباعة الضوئية، نقوم بأخذ
إشعاع الكترومغناطيسي،
07:18
or what we tendتميل to call lightضوء,
147
426792
1976
أو ما اعتدنا على تسميته بالضوء،
07:20
and we use it to shrinkوإنكمش down
some of that circuitryالدوائر,
148
428792
2642
ونقوم باستخدامه لتقليص بعض هذه الدارات.
07:23
so that we could cramحشر more of it
into a really smallصغير spaceالفراغ.
149
431458
3667
بحيث يمكننا ملأ المزيد منها
في مكان صغير جدًا.
07:29
Now, how does this work?
150
437583
1584
الآن، كيف يحدث هذا؟
07:32
Well, we startبداية with a substrateالمادة المتفاعلة
151
440000
1934
حسنًا، نبدأ بركازة
07:33
that has a light-sensitiveحساسة للضوء filmفيلم on it.
152
441958
2935
تحوي على طبقة رقيقة حساسة للضوء.
07:36
We then coverغطاء، يغطي it with a maskقناع
that has a patternنمط on topأعلى of it
153
444917
3559
ثم نقوم بتغطيتها بقناع لديه نمط في قمته
07:40
of fine linesخطوط and featuresالميزات
154
448500
1559
من خطوط ناعمة أو ميزات
07:42
that are going to make the phoneهاتف work
the way that we want it to.
155
450083
3810
سوف تجعل الهاتف يعمل بالطريقة التي نريدها.
07:45
We then exposeتعرض a brightمشرق lightضوء
and shineيلمع it throughعبر this maskقناع,
156
453917
3726
ثم نقوم بتوجيه ضوء ساطع ولامع عبر القناع،
07:49
whichالتي createsيخلق a shadowظل
of that patternنمط on the surfaceسطح - المظهر الخارجي.
157
457667
3291
الذي يقوم بتشكيل خيال
لذلك النمط على السطح.
07:53
Now, anywhereفي أى مكان that the lightضوء
can get throughعبر the maskقناع,
158
461875
2934
الآن، في أي مكان يستطيع
الضوء العبور عبر القناع،
07:56
it's going to causeسبب
a chemicalالمواد الكيميائية reactionرد فعل to occurتحدث.
159
464833
3268
سوف يتسبب بحدوث تفاعل كيميائي.
08:00
And that's going to burnحرق the imageصورة
of that patternنمط into the substrateالمادة المتفاعلة.
160
468125
4559
وهذا سوف يقوم بحرق صورة النمط على الركازة.
08:04
So the questionسؤال you're probablyالمحتمل askingيسأل is,
161
472708
2101
ولعل السؤال الذي تطرحونه الآن،
08:06
how do we go from a burnedأحرق imageصورة
162
474833
1935
كيف نقوم بالتحول من صورة محروقة
08:08
to cleanنظيف fine linesخطوط and featuresالميزات?
163
476792
3059
لخطوط ناعمة وميزات؟
08:11
And for that, we have to use
a chemicalالمواد الكيميائية solutionحل
164
479875
2601
ولذلك، يتوجب علينا استخدام محلول كيميائي
08:14
calledمسمي the developerمطور.
165
482500
1601
يدعى المحمض.
08:16
Now the developerمطور is specialخاص.
166
484125
2018
الآن، المحلول المحمض هو محلول خاص.
08:18
What it can do is take
all of the nonexposedغير مكشوف areasالمناطق
167
486167
3559
الذي يستطيع القيام به هو أخذ جميع
المناطق غير المتعرضة
08:21
and removeإزالة them selectivelyانتقائي,
168
489750
1934
والقيام بتنحيتها بشكل نوعي،
08:23
leavingمغادرة behindخلف cleanنظيف
fine linesخطوط and featuresالميزات,
169
491708
2935
مخلفًا وراءه خطوط ناعمة نظيفة وميزات،
08:26
and makingصناعة our miniaturizedالمنمنمة devicesالأجهزة work.
170
494667
2583
ويجعل أجهزتنا المصغرة تعمل.
08:30
So, we'veقمنا used chemistryكيمياء now
to buildبناء up our devicesالأجهزة,
171
498417
3684
إذّا، قمنا باستخدام الكيمياء
الآن لبناء أجهزتنا،
08:34
and we'veقمنا used it
to shrinkوإنكمش down our devicesالأجهزة.
172
502125
3351
واستخدمناها لتقليص حجم أجهزتنا.
08:37
So I've probablyالمحتمل convincedمقتنع you
that chemistryكيمياء is the trueصحيح heroبطل,
173
505500
3184
إذًا من المرجح أنني قمت بإقناعكم
بأن الكيمياء هي البطل الحقيقي،
08:40
and we could wrapلف it up there.
174
508708
1459
ويمكننا أن نتوقف هنا.
08:42
(Applauseتصفيق)
175
510701
1150
(تصفيق)
08:43
Holdمعلق on, we're not doneفعله.
176
511875
1518
انتظروا، لم ننته بعد.
08:45
Not so fastبسرعة.
177
513417
1601
ليس بهذه السرعة.
08:47
Because we're all humanبشري.
178
515042
1851
وذلك بسبب أننا كلنا بشر.
08:48
And as a humanبشري, I always want more.
179
516917
2601
وكبشر، دائمًا أريد المزيد.
08:51
And so now I want to think
about how to use chemistryكيمياء
180
519542
2684
ولذلك الآن أريد أن أفكر
بكيفية استخدام الكيمياء
08:54
to extractاستخراج more out of a deviceجهاز.
181
522250
2250
لاستخلاص المزيد من الجهاز.
08:57
Right now, we're beingيجرى told
that we want something calledمسمي 5G,
182
525833
3976
الآن، تم إخبارنا أننا نريد شيئا يدعى 5G،
09:01
or the promisedوعد
fifthخامس generationتوليد of wirelessلاسلكي.
183
529833
2792
أو الجيل الخامس
من الاتصالات اللاسيلكية الموعودة.
09:05
Now, you mightربما have heardسمعت of 5G
184
533458
2101
الآن، من المرجح أنكم سمعتم بالـ 5G
09:07
in commercialsاعلانات تجارية
that are startingابتداء to appearبدا.
185
535583
2042
في الإعلانات التي بدأت بالظهور.
09:10
Or maybe some of you even experiencedيختبر it
186
538708
1976
أو حتى من المحتمل أن بعضكم قام بتجربتها
09:12
in the 2018 winterشتاء Olympicsالألعاب الأولمبية.
187
540708
2167
في شتاء الأولمبياد لعام 2018.
09:15
What I'm mostعظم excitedفرح about for 5G
188
543875
2351
أكثر ما أنا متحمسة لأجله بخصوص الـ 5G
09:18
is that, when I'm lateمتأخر,
runningجري out of the houseمنزل to catchقبض على a planeطائرة,
189
546250
3684
هو، عندما أكون متأخرة، أقوم بالاستعجال
من بيتي لألحق بالطائرة،
09:21
I can downloadتحميل moviesأفلام
ontoعلى my deviceجهاز in 40 secondsثواني
190
549958
3143
يمكنني أن أقوم بتحميل فيلم
على جهازي خلال 40 ثانية
09:25
as opposedمعارض to 40 minutesالدقائق.
191
553125
1667
بما يقابله 40 دقيقة.
09:28
But onceذات مرة trueصحيح 5G is here,
192
556000
1809
ولكن حالما يصل الـ 5G الحقيقي،
09:29
it's going to be a lot more
than how manyكثير moviesأفلام
193
557833
2268
سيكون أكثر من مجرد كم عدد الأفلام
09:32
we can put on our deviceجهاز.
194
560125
1333
التي بالإمكان وضعها في أجهزتنا.
09:34
So the questionسؤال is,
why is trueصحيح 5G not here?
195
562458
3000
لذلك السؤال هو، لماذا
الـ 5G الحقيقي ليس هنا؟
09:38
And I'll let you in on a little secretسر.
196
566375
1976
وسأطلعكم على سر صغير.
09:40
It's prettyجميلة easyسهل to answerإجابة.
197
568375
2476
من السهل الإجابة عليه.
09:42
It's just plainعادي hardالصعب to do.
198
570875
1833
إنه أمر صعب جدًا.
09:45
You see, if you use
those traditionalتقليدي materialsالمواد and copperنحاس
199
573833
2851
ترون، إذا استخدمنا هذه
المواد التقليدية والنحاس
09:48
to buildبناء 5G devicesالأجهزة,
200
576708
1893
لبناء أجهزة الـ 5G،
09:50
the signalإشارة can't make it
to its finalنهائي destinationالمكان المقصود.
201
578625
3000
لا تستطيع الإشارات الوصول
إلى هدفها الأخير.
09:55
Traditionallyتقليديا, we use
really roughالخام insulatingالعازلة layersطبقات
202
583833
4518
بشكل تقليدي، نستخدم طبقات عازلة قاسية حقًا
10:00
to supportالدعم copperنحاس wiresالأسلاك.
203
588375
2518
لتدعم الأسلاك النحاسية.
10:02
Think about Velcroالفيلكرو fastenersالسحابات.
204
590917
2059
فكروا بلفافات الفيلكرو.
10:05
It's the roughnessخشونة of the two piecesقطع
that make them stickعصا togetherسويا.
205
593000
4000
هو الصلابة لقطعتين تلتصقان ببعضهما.
10:10
That's prettyجميلة importantمهم
if you want to have a deviceجهاز
206
598208
2435
هذا أمر مهم إذا أردت أن تحصل على جهاز
10:12
that's going to last longerطويل
207
600667
1309
ذي عمر طويل
10:14
than it takes you to ripRIP it out of the boxصندوق
208
602000
2018
بدلًا من أن تقوم بإخراجه من علبته
10:16
and startبداية installingتركيب
all of your appsالتطبيقات on it.
209
604042
2048
والبدء بالتحميل لجميع تطبيقاتك عليه.
10:19
But this roughnessخشونة causesالأسباب a problemمشكلة.
210
607250
1917
ولكن هذه الصلابة تسبب مشكلة.
10:21
You see, at the highمتوسط speedsبسرعة for 5G
211
609958
3435
كما ترون، بالسرعة العظمى العالية للـ 5G
10:25
the signalإشارة has to travelالسفر
closeأغلق to that roughnessخشونة.
212
613417
3767
يتوجب على الإشارة الانتقال
بسرعة متقاربة لهذه الصلابة.
10:29
And it makesيصنع it get lostضائع
before it reachesيصل its finalنهائي destinationالمكان المقصود.
213
617208
3792
وهذا يجعلها تتبدد قبل أن تصل هدفها الأخير.
10:34
Think about a mountainجبل rangeنطاق.
214
622292
1726
فكروا بسلسلة جبال.
10:36
And you have a complexمركب systemالنظام of roadsالطرق
that goesيذهب up and over it,
215
624042
3476
ولديكم مجموعة أنظمة طرقية
معقدة التي تمر عبرها وفوقها،
10:39
and you're tryingمحاولة
to get to the other sideجانب.
216
627542
2726
وأنت تحاول أن تعبر الطريق للجهة الأخرى.
10:42
Don't you agreeيوافق على with me
217
630292
1267
ألا توافقني
10:43
that it would probablyالمحتمل take
a really long time,
218
631583
3393
من المحتمل سوف تحتاج وقتا طويلا،
10:47
and you would probablyالمحتمل get lostضائع,
219
635000
2059
ومن المرجح أن تضيع،
10:49
if you had to go up and down
all of the mountainsالجبال,
220
637083
2643
إذا كنت مضطرًا أن تعبر
صعودًا ونزولًا جميع الجبال،
10:51
as opposedمعارض to if you just
drilledحفر a flatمسطحة tunnelنفق
221
639750
2393
بما يعاكس إذا كنت تسير عبر نفق ممهد ومسطح
10:54
that could go straightمباشرة on throughعبر?
222
642167
2434
الذي من الممكن أن يمر
بشكل مباشر عبر السلسلة؟
10:56
Well it's the sameنفسه thing
in our 5G devicesالأجهزة.
223
644625
2684
حسنًا إنه أمر مماثل في أجهزتنا الـ 5G.
10:59
If we could removeإزالة this roughnessخشونة,
224
647333
2351
إذا أمكننا إزالة هذه الصلابة،
11:01
then we can sendإرسال the 5G signalإشارة
225
649708
1851
حينها يمكننا أن نرسل إشارة الـ 5G
11:03
straightمباشرة on throughعبر uninterruptedمتواصل.
226
651583
2018
مباشرةً دون مقاطعة.
11:05
Soundsاصوات prettyجميلة good, right?
227
653625
1250
يبدو أمرا جيدا، أليس كذلك؟
11:07
But holdمعلق on.
228
655792
1267
ولكن انتظروا.
11:09
Didn't I just tell you
that we neededبحاجة that roughnessخشونة
229
657083
2476
ألم أقل منذ قليل بأننا نحتاج الصلابة
11:11
to keep the deviceجهاز togetherسويا?
230
659583
1393
لإبقاء الجهاز متماسكًا؟
11:13
And if we removeإزالة it,
we're in a situationموقف where now the copperنحاس
231
661000
2976
وإذا أزلناها، نحن في موضع حيث النحاس الآن
11:16
isn't going to stickعصا
to that underlyingالأساسية substrateالمادة المتفاعلة.
232
664000
2334
لن يلتصق على الركازة الأساسية المبطنة.
11:19
Think about buildingبناء
a houseمنزل of Legoالعاب تركيب blocksكتل,
233
667583
2851
فكروا ببناء منزل من مكعبات الليغو،
11:22
with all of the nooksالزوايا and cranniesالشقوق
that latchمزلاج togetherسويا,
234
670458
4226
مع جميع هذه الزوايا والشقوق
التي تنقفل على بعضها البعض،
11:26
as opposedمعارض to smoothناعم buildingبناء blocksكتل.
235
674708
2643
على عكس اللبنات الملساء.
11:29
Whichالتي of the two is going to have
more structuralالهيكلي integrityالنزاهة
236
677375
3309
أي من هاتين سوف تكون
ذات بنية هيكلية متكاملة
11:32
when the two-year-oldاثنين من عمره comesيأتي
rippingتمزيق throughعبر the livingالمعيشة roomمجال,
237
680708
2851
عندما تمر سنتان وتحاول أن تدخل
غرفة الجلوس وتدمر،
11:35
tryingمحاولة to playلعب Godzillaغدزيلا
and knockطرق everything down?
238
683583
2334
محاولًا أن تلعب غودزيلا
وتطرح كل شيء أرضًا؟
11:39
But what if we put glueصمغ
on those smoothناعم blocksكتل?
239
687375
2208
ولكن ماذا إذا وضعنا
لاصقا على اللبنات الملساء؟
11:43
And that's what
the industryصناعة is waitingانتظار for.
240
691125
2726
وهذا ما تقوم الصناعة بانتظاره.
11:45
They're waitingانتظار for the chemistsالكيميائيين
to designالتصميم newالجديد, smoothناعم surfacesالسطوح
241
693875
3101
تتنظر الكيميائيين ليصمموا سطوح ملساء جديدة
11:49
with increasedزيادة inherentمتأصل adhesionالتصاق
242
697000
2518
مع زيادة قوة الالتصاق المتأصلة
11:51
for some of those copperنحاس wiresالأسلاك.
243
699542
2041
لبعض هذه الأسلاك النحاسية.
11:54
And when we solveحل this problemمشكلة,
244
702457
1477
وعندما نحل هذه المشكلة،
11:55
and we will solveحل the problemمشكلة,
245
703958
1685
وسوف نحلها،
11:57
and we'llحسنا work
with physicistsعلماء الفيزياء and engineersالمهندسين
246
705667
2226
وسنعمل مع فيزيائيين ومهندسين
11:59
to solveحل all of the challengesالتحديات of 5G,
247
707917
3184
لحل جميع التحديات التي تواجه الـ 5G،
12:03
well then the numberرقم of applicationsتطبيقات
is going to skyrocketصاروخ.
248
711125
3476
حسنًا حينها عدد التطبيقات
سيرتفع بشكل هستيري.
12:06
So yeah, we'llحسنا have things
like self-drivingالقيادة الذاتية carsالسيارات,
249
714625
2893
إذًا، سيصبح لدينا
أشياء مثل: سيارات قيادة ذاتية،
12:09
because now our dataالبيانات networksالشبكات
can handleمقبض the speedsبسرعة
250
717542
3642
بسبب أن شبكات معلوماتنا الآن يمكنها
أن تتعامل مع السرعة
12:13
and the amountكمية of informationمعلومات
requiredمطلوب to make that work.
251
721208
3435
وكمية المعلومات المطلوبة لجعلها تعمل.
12:16
But let's startبداية to use imaginationخيال.
252
724667
2851
ولكن لنبدأ باستخدام مخيلتنا.
12:19
I can imagineتخيل going into a restaurantمطعم
with a friendصديق that has a peanutالفول السوداني allergyحساسية,
253
727542
4142
يمكنني أن أتخيل نفسي ذاهبة لمطعم
مع صديق لديه حساسية للفستق،
12:23
takingمع الأخذ out my phoneهاتف,
254
731708
1768
أخرج هاتفي،
12:25
wavingتمويج it over the foodطعام
255
733500
1351
ألوح به فوق الطعام
12:26
and havingوجود the foodطعام tell us
256
734875
2184
ويقوم الطعام بإخبارنا
12:29
a really importantمهم answerإجابة to a questionسؤال --
257
737083
3226
جواب مهم جدًا لسؤال...
12:32
deadlyمميت or safeآمنة to consumeتستهلك?
258
740333
2709
هل تناوله آمن أم مميت؟
12:35
Or maybe our devicesالأجهزة will get so good
259
743875
2976
أو من المحتمل أن أجهزتنا ستصبح جيدة جدًا
12:38
at processingمعالجة informationمعلومات about us,
260
746875
3018
بالتعامل مع المعلومات الخاصة بنا،
12:41
that they'llأنها سوف becomeيصبح
like our personalالشخصية trainersالمدربون.
261
749917
2976
بحيث تصبح مثل مدربنا الخاص بنا.
12:44
And they'llأنها سوف know the mostعظم efficientفعالة way
for us to burnحرق caloriesسعرات حراريه.
262
752917
3267
وتصبح تعلم الطريقة المثلى
الخاصة بنا لحرق السعرات الحرارية.
12:48
I know come Novemberشهر نوفمبر,
263
756208
1310
أعلم بأنه بإقبال نوفمبر،
12:49
when I'm tryingمحاولة to burnحرق off
some of these pregnancyحمل poundsجنيه أو رطل للوزن,
264
757542
2767
وعندما أحاول أن أتخلص
من باوندات الحمل هذه،
12:52
I would love a deviceجهاز
that could tell me how to do that.
265
760333
2875
سأحب أن يكون هنالك جهاز قادرًا
أن يقول لي كيف يمكن فعل هذا.
12:56
I really don't know
anotherآخر way of sayingقول it,
266
764542
2434
لا أعلم حقًا طريقة أخرى لقولها،
12:59
exceptإلا chemistryكيمياء is just coolبارد.
267
767000
2143
سوى أن الكيمياء رائعة حقًا.
13:01
And it enablesتمكن all of these
electronicإلكتروني devicesالأجهزة.
268
769167
3851
وقادرة على جعل كل هذه الأجهزة فعالة.
13:05
So the nextالتالى time you sendإرسال a textنص
or take a selfieصورة شخصية,
269
773042
3976
إذًا المرة القادمة التي ترسل رسالة
أو تلتقط سيلفي،
13:09
think about all those atomsذرات
that are hardالصعب at work
270
777042
2517
فكر بكل هذه الذرات التي تجتهد في عملها
13:11
and the innovationالتعاون that cameأتى before them.
271
779583
2375
والاختراع الذي أتى عن طريقها.
13:15
Who knowsيعرف,
272
783000
1268
من يعلم،
13:16
maybe even some of you
listeningاستماع to this talk,
273
784292
2309
ربما بعضكم الذي يستمع لهذه المحادثة،
13:18
perhapsربما even on your mobileالتليفون المحمول deviceجهاز,
274
786625
2059
ومن المحتمل أيضًا على هواتفكم،
13:20
will decideقرر that you too
want to playلعب sidekickالصاحب
275
788708
2435
سيقررون أنك أنت أيضا تلعب دور الصاحب
13:23
to Captainقائد المنتخب Chemistryكيمياء,
276
791167
1309
للكابتن الكيمياء،
13:24
the trueصحيح heroبطل of electronicإلكتروني devicesالأجهزة.
277
792500
3809
البطل الحقيقي للأجهزة الالكترونية.
13:28
Thank you for your attentionانتباه,
278
796333
1601
شكرًا جزيلًا لإنصاتكم،
13:29
and thank you chemistryكيمياء.
279
797958
1601
وشكرًا للكيمياء.
13:31
(Applauseتصفيق)
280
799583
3250
(تصفيق)
Translated by Maram Turkya
Reviewed by toufik serrai

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
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.

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. 

More profile about the speaker
Cathy Mulzer | Speaker | TED.com
THE ORIGINAL VIDEO ON TED.COM
كاثي مولزر: كيف تعمل الهواتف الذكية حقًا | TED Talk | TED.com