La chimica dentro al vostro smartphone, che elementi ha? [BastianContrario]

Vi siete mai chiesti com’è fatto il vostro smartphone, sia esso un iPhone 6 o un Xperia Z3? Dal punto di vista della chimica, intendo, non parlo di interfaccia software, componenti hardware e fattore di forma. Vediamo di scoprirlo insieme.

ChimicaB

Partiamo con una notizia bomba, di quelle che potrebbero indurvi a diventare il novello Arsenio Lupin: negli smartphone prodotti nel 2014 sono presenti oro ed argento per un valore di 2.5 miliardi di dollari. E non è finita qui, perchè abbiamo altri elementi chimici dei quali noi comuni mortali non abbiamo mai sentito parlare: Ittrio, Praseodimio, Disprosio e Gadolinio. No, non vi sto prendendo in giro, non sono i nuovi nani. Sono elementi realmente presenti nella tavola periodica degli elementi. Se alcuni di loro ci sono noti, silicio, rame, stagno, oro e argento, altri non pensavamo di trovarli in un moderno telefono: ossigeno, arsenico (ma non era un veleno?), fosforo (questo è già più logico, parlando di telefoni smart) e piombo (quello che li rende fastidiosamente pesanti).

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Vediamo allora dove sono contenuti questi elementi chimici e a cosa servono:

Schermo

Partiamo con le cose semplice: biossido di silicio e ossido di alluminio, messi in un bagno caldo di sale fuso, in modo da permettere ai grandi ioni di potassio (serviranno per prevenire i crampi?)di prendere il posto di dei piccoli ioni di sodio sul vetro (è sempre la stessa storia, più sono grandi più sono prepotenti). Gli ioni di potassio occupano più spazio e vengono pressati insieme quando si raffredda il vetro, formando uno strato che comprime il vetro rendendolo più resistente ai danni meccanici. Tutto chiaro e semplice no?

Per poterci permettere le funzioni touch, viene depositato sul vetro un sottile strato trasparente di ossido di indio e stagno. Per completare il tutto abbiamo alcuni degli elementi più rari sulla Terra che servono a rirodurre i colori suloo schermo e a ridurre la penetrazione di raggi UV nel telefono (altrimenti oltre ad uno strato di crema all’indio e stagno ci dovete spalmare anche uno strato di crema solare, per evitare le scottature).

Abbiamo quindi Ittrio, Lantanio, Terbio, Praseodimio, Europio, Disprosio e Gadolinio per il display, Alluminio, Silicio, Ossigeno, Potassio, Indio e Stagno per il vetro.

Batteria

Qui iniziamo ad andare sul pesante, in tutti i sensi. La maggioranza dei telefoni attuali usa baterie agli ioni di litio, questo lo sappiamo tutti. Queste batterie usano ossido di litio e cobalto per il catodo (anche se qualcuno usa manganese al posto del cobalto) e carbonio in forma di grafite per l’anodo. E l’involucro delle batterie , solitamente, è composto di alluminio. Riepilogando quindi : Alluminio, Litio, Cobalto o Manganese e Carbonio. Un mix molto interessante.

Elettronica

Veniamo alla parte più complessa del nostro smartphone e qui la chimica ci offre una grande varietà di elementi.

La CPU del nostro telefono è composta di puro silicio (e non silicone come dice qualche buontempone) che viene esposto al calore e combinato con ossigeno, in modo da produrre un sottile strato di ossido di silicio sulla superficie. parti di questo strato vengono rimosse per permettere il passaggio della corrente. Il silicio, da solo, non riesce a condurre elettricità e deve fare ricorso (pure lui) al doping. In questo procedimento (che non richiede pastigle o siringhe) il silicio viene bombardato con una discreta varietà di elementi che solitamente include Fosforo, Antimonio, Arsenico, Boro, Indio e Gallio. I micro componenti elettronici e i collegamenti nello smartphone sono composti principalmente da rame, oro e argento. Nei micro condensatori si usa il Tantalio mentre alcune specifiche applicazioni, veramente troppo complesse da spiegare, richiedono anche Platino e Palladio. Le saldature in passato erano eseguite con stagno e piombo ma negli ultimi periodi il piombo è stato sostituito da combinazioni di stagno, argento e rame.

Terminiamo con speaker e microfono che contengono magneti, solitamente composti da leghe di Neodimio, Ferro e  Boro anche se vengono utilizzati anche Nichel,  Praseodimio e Gadolinio. Per  le unità vibranti invece vengono utilizzati Neodimio, Terbio e Disprosio.

Riepiloghiamo, quindi, vista la grande quantità di componenti, la composizione chimica della sezione elettronica: Rame, Argento, Oro, Tantalio, Nichel, Disprosio, Praseodimio, Terbio, Neodimio, Gadolinio, Silicio, Ossigeno, Antimonio, Arsenico, Fosforo e Gallio. Una bella varietà, non c’è che dire.Case

Case

Terminiamo la nostra visita all’interno dello smartphone con la parte esterna, il case.

Gli elementi utilizzati dipendono, in questo caso dal fatto che il case sia in metallo, plastica o un mix tra i due.  I case metallici sono fatti di leghe di magnesio mentre quelli plastici hanno una base di carbonio. Spesso abbiamo anche dei ritardantidi fiamma in Boro anche se la tendenza è quella di utilizzar composti organici alternativi.

Ecco un riepilogo complessivo, per i più appassionati esiste la possibilità di ordinare a questo indirizzo un poster delle ragguardevoli dimensioni di 590x417mm da appendere nella vostra cameretta, così potrete definitivamente affascinare la biondina che da tempo state corteggiando e che pensava foste solo un nerd sfigato.

Elementi

Bene, i professori di Chimica mi perdoneranno certamente per le baggianate che posso aver riportato nell’artivolo, per tutti gli altri spero si sia trattato di una lettura interessante, un po’ fuori dagli schemi di BastianContrario. In ogni caso state attenti, Bastian Contrario sta per colpire ancora.