II. 1 Progressi nella comunicazione

1. II. LE PIETRE MILIARI NELLA TECNOLOGIA DELL’INFORMAZIONE E DELLE COMUNICAZIONI II. 1 Progressi nella comunicazione Lo sviluppo del telefono Da quando il telefono fu inventato nel 1876 da Alexander Graham Bell (VEDI NOTA ),esso divenne un caposaldo della vita moderna offrendo collegamenti quasi istantanei in tutto il mondo. La prima conversazione bidirezionale fu trasmessa attraverso l’Oceano Atlantico nel 1926 ed il servizio commerciale telefonico (usando la radio) cominciò tra New York e Londra nel 1927. AT&T lanciò il servizio telefonico internazionale nel 1935. Il servizio telefonico transoceanico cominciò ad essere gestito con cavi sottomarini nel 1956 e dal 1962 dalle comunicazioni satellitari. Oggi gli ingegneri chimici hanno permesso l’evoluzione dal filo di rame alle fibre ottiche, dai centralini ai satelliti, e dalle linee private a Internet. NOTA: L’inventore del telefono fu Antonio Meucci nel 1857 (Firenze 1808- Long Island New York 1889) che registrò il brevetto solo per due anni perché troppo povero. Poiché il brevetto non fu rinnovato negli anni successivi, Bell poté sfruttare l’invenzione e i profitti di Meucci. Nel 1886 la Corte Suprema degli USA riconobbe il merito dell’invenzione di Meucci che morì tre anni dopo sempre in povertà. . Comunicazioni wireless I telefoni cellulari ed i cerca-persone funzionano con circuiti stampati ed integrati, materiali avanzati e tecniche di miniaturizzazione sviluppate grazie alla chimica. I Laboratori AT&T svilupparono il telefono mobile per la macchina nel 1940, ma fu un insuccesso a causa della mancanza di canali di comunicazione. Il 1980 portò ad un grande passo in avanti quando le comunicazioni wireless furono divise in una serie di celle che automaticamente smistavano le chiamate quando venivano inoltrate in modo che ciascuna cella potesse essere riusata. I telefoni cellulari rapidamente divennero popolari. La chimica ha anche giocato un ruolo importante nello sviluppo delle batterie al litio ricaricabili per telefoni cellulari . Centralino Tecnologia del fax e xerografia Nonostante l’inventore tedesco Artur Korn avesse trasmesso la prima immagine elettronicamente nel 1902, la prima macchina fax funzionante divenne operativa nel 1924, adattando i circuiti telefonici per la trasmissione delle immagini e usando la telefotografia. Una pellicola fotografica fu scannerizzata in segnali elettrici che indicavano le sfumature delle immagini. Questi dati erano trasmessi dal telefono su un negativo fotografico e poi sviluppato in camera oscura. Nel 1949 fu introdotta una fotocopiatrice che permetteva una replica esatta di un’immagine inviata. Le innovazioni della chimica furono introdotte nel 1970 con la tecnologia dei fax, che includeva nuovi toner e inchiostri, una tecnologia all’avanguardia nella carta, e una tecnologia dei fotorecettori organici. Telefotografia Laser e fibre ottiche Le fibre di vetro puro, che ora forniscono gli strumenti per trasportare le informazioni attraverso la luce laser, sono una conquista rivoluzionaria della tecnica. I ricercatori chimici inventarono la prima fibra ottica nel 1970. Le fibre ottiche furono presto fabbricate ed installate come componenti integrati. Il primo sistema a lunghezza d’onda che consentiva un servizio di trasmissione della voce, dei dati e delle immagini in un sistema a rete, fu installato nel 1977. Oggi un singolo cavo di fibra ottica può trasmettere milioni di chiamate telefoniche, file di dati e immagini video.

2. II. LE PIETRE MILIARI NELLA TECNOLOGIA DELL’INFORMAZIONE E DELLE COMUNICAZIONI II.2. Tecnologia dei computer Evoluzione dei computer L’ingegneria chimica ha alimentato la rivoluzione del computer e continua a fornire computer più veloci, più potenti e più abbordabili. Nel 1939 il primo computer elettronico fu inventato alla Iowa State University. I calcolatori con programmazione a numeri binari e logica Boolean cominciarono ad apparire nel 1940. Nel 1946, ENIAC, il primo computer elettronico digitale, divenne operativo ed il primo minicomputer debuttò nel 1962. Nel 1971 la Azienda Intel introdusse il suo famoso microprocessore 4004 4-bit per il mercato di consumo così il mercato del personal computer esplose. Oggi, l’innovazione continua nei transistor, nei chip di silicio, nei componenti integrati, nei dispositivi per immagazzinamento dei dati e nei materiali a tecnologie avanzate. John von Neumann e l’ ENIAC ENIAC Tecnologia dei semiconduttori La chimica permette di trasformare silicio e germanio in semiconduttori per alimentare i computer di oggi, i dispositivi e gli strumenti di comunicazione. I semiconduttori, all’opposto dei metalli, sono una classe di materiali che aumenta la propria conduttività a temperature elevate. Questi semiconduttori vengono ulteriormente trattati per ottenere una eccedenza od una riduzione di elettroni. I chip dei computer ed i circuiti integrati sono fatti da materiali semiconduttori. I semiconduttori permettono ai componenti elettronici di ridurre le dimensioni, di essere più veloci e avere alta efficienza energetica. La chimica nell’industria dei semiconduttori assicura il controllo di qualità dei componenti, l’ottimizzazione dei processi, la risoluzione dei problemi e l’innovazione negli strumenti microelettronici . Un semiconduttore di tipo p (carenza di elettroni) Un semiconduttore di tipo n (eccedenza di elettroni) Chip di silicio e circuiti integrati Nel 1947, i ricercatori John Bardeen, William Shockley e Walter Brattain dimostrarono che il flusso di elettricità attraverso il silicio poteva essere controllato in modo selettivo. La successiva creazione di chip di silicio, di circuiti integrati e di microprocessori rendono possibile oggi computer efficienti e ad alta velocità. I chip di silicio (1961) comprendono transistor, resistenze, condensatori e chip di memoria costruiti in strati sottili di silicio a cellule, esposti ad un processo chimico progressivo. Nel 1967, il primo calcolatore portatile viene costruito usando un circuito integrato, un piccolo dispositivo elettronico che contiene molti transistor e altri componenti elettronici. Nel 1980, i circuiti integrati vengono applicati ai computer.

3. II. LE PIETRE MILIARI NELLA TECNOLOGIA DELL’INFORMAZIONE E DELLE COMUNICAZIONIS II.3. La tecnologia dei computer Tecnologie dei monitor e dei display Negli ultimi anni sono stati fatti radicali miglioramenti nella tecnologia dei display dei computer. I video grafici a colori ad alta risoluzione sono principalmente basati sulla tecnologia dei tubi catodici della televisione. Tecnologie del display alternative includono display a schermo piatto per computer portatili e notebooks. I display a cristalli liquidi (LCD) basati sulla tecnologia della chimica organica furono inventati nel 1969. Gli sviluppi seguenti includono schermi a cristalli liquidi con transistor a pellicola sottile e in cui ogni elemento dell’immagine viene guidato da un singolo transistor. I chimici hanno sviluppato materiali a cristalli liquidi, filtri di colore, strati di polimeri allineati e display con tecnologia al plasma. Archiviazione di dati Le informazioni devono essere registrate in modo che possano essere recuperate in un secondo tempo per essere usate o modificate perfettamente. Le innovazioni della chimica assicurano che il mezzo di registrazione sia di alta qualità, facile da usare ed economica. Il progresso delle capacità di registrazione (alta risoluzione, alta velocità, e colore), pellicole fotografiche, registrazioni audio ed immagini digitali hanno portato progressi anche negli strumenti di registrazione. Nel 1955 Reynold Johnson, un inventore americano e pioniere del computer, sviluppò la prima unità di disco per immagazzinare i dati computerizzati. Ulteriori progressi sono stati fatti specialmente con dischi del computer, nastri magnetici e CD-ROM (1984). Comunicazioni satellitari  Fino agli anni ‘60 le comunicazioni vocali tra il Nord America e gli altri continenti erano molto onerose. Nel 1962, il Telstar, il primo satellite per le comunicazioni attive fu inviato in orbita. La chimica fornì i materiali strutturali (leghe metalliche, plastica ed altri materiali innovativi), computer e componenti elettronici e la tecnologia dei combustibili necessari a lanciare questo satellite. Fino agli anni ’90 le comunicazioni satellitari hanno giocato un ruolo fondamentale nell’espansione delle chiamate internazionali e nazionali oltre che nella trasmissione televisiva. Oggi le comunicazioni satellitari giocano un ruolo sempre più importante nella trasmissione televisiva, incluse le trasmissioni direttamente ad antenne satellitari domestiche con televisori digitali. Satelliti GPS in orbita Produzione di satelliti GPS

4. II. LE PIETRE MILIARI NELLA TECNOLOGIA DELL’INFORMAZIONE E DELLE COMUNICAZIONI II. 4. Evoluzione dell’intrattenimento Cinema Nel 1927, The Jazz Singer divenne il primo lungometraggio con canzoni e dialoghi sincronizzati. Alla fine degli anni 30 l’azienda Technicolor perfezionò i suoi processi e i primi servizi speciali a colori divennero una grande attrazione. La chimica del film ha richiesto una serie di scoperte che hanno coinvolto materiali di base, soluzioni chimiche ed esposizione alla luce. Televisione Nel 1926, lo scozzese John Logie Baird mostrò la televisione pubblicamente per la prima volta usando un sistema televisivo meccanico, il Nipkow disc, brevettato nel 1883. Dal 1927, Philo T. Farnsworth ha trasmesso la prima immagine televisiva usando un tubo a raggio catodico (inventato nel 1897). I successivi 20 anni rappresentarono l’era del tubo a vuoto nell’elettronica, e la chimica contribuì con materiali unici per gli elettrodi e gli elementi di controllo all’interno del tubo. A partire dagli anni ‘50, vi furono molte innovazioni, incluso il circuito integrato (1958). Le successive decadi portarono gli apparecchi di immagini a transistor, la miniaturizzazione e vari miglioramenti elettronici. Il Nipkow disc ed il suo inventore Paul Nipkow nell’anno del brevetto. Fotografia La fotografia e la tecnologia del film hanno permesso di memorizzare le esperienze e le persone più importanti nelle nostre vite. La chimica ha sviluppato pellicole per tutti i tipi di fotocamere con scoperte come materiali di base, differenti soluzioni chimiche ed esposizioni alla luce. Lo sviluppo della batteria contribuì alla popolarità della fotocamera, come le batterie alcaline al manganese degli anni ‘50 per le piccole macchine fotografiche con dispositivi flash incorporati. La capacità nel manipolare la pellicola, l’elettronica e le batterie, hanno portato all’introduzione nel 1963 della popolare fotocamera Instamatic della Eastman Kodak con rullino, di cui ne furono vendute più di 50 milioni dal 1970.

5. II. LE PIETRE MILIARI NELLA TECNOLOGIA DELL’INFORMAZIONE E DELLE COMUNICAZIONI II. 5. Innovazioni nell’elettronica Evoluzione dell’elettronica di consumo  I materiali elettronici e i dispositivi microelettronici sono il cuore di numerosi prodotti moderni, come i lettori CD , televisori, computer, fotocamere digitali e apparecchi wireless. Dal tubo a vuoto ai transistor, ai circuiti integrati, gli ingegneri chimici hanno reso gli apparecchi elettronici più piccoli, più potenti, più efficienti in termini di energia ed economici. Nuovi materiali, processi per produrre materiali estremamente puri, e processi per la costruzione di semiconduttori si sono sviluppati nei componenti, come transistor e circuiti integrati, che possono essere assemblati in complessi circuiti elettronici per fornire nuove capacità per un’ampia gamma di apparecchi elettronici. Materiali sintetici all’avanguardia Elettronica di consumo, telefoni cellulari e personal computers sono realizzati in materiali plastici resistenti, duraturi e non conduttori per proteggere i componenti elettronici sensibili. Le plastiche sono essenziali nelle applicazioni elettroniche per le capacità isolanti; il flusso degli elettroni che costituisce la corrente elettrica non può penetrare con facilità la struttura molecolare delle plastiche. Manipolando le strutture delle molecole e creandone di nuove, i chimici e gli ingegneri producono nuovi materiali che sono allo stesso tempo forti e flessibili. Questi progressi hanno aumentato la resistenza all’impatto, ridotto il peso totale degli apparecchi e ridotto i costi dei beni di consumo. Transistor Il piccolo e affidabile componente elettronico chiamato transistor ha reso possibile l’ unione tra computer e comunicazione in modo determinante. Nel 1947 John Bardeen, Walter Brattain e William Shockey inventarono il transistor che rimpiazzò gradualmente l’ingombrante e fragile tubo a vuoto, usato per amplificare e deviare i segnali. Il transistor e i successivi circuiti integrati (contenenti milioni di transistor) divengono fondamentali per lo sviluppo dei moderni apparecchi elettronici. Nel 1954 fu introdotta la popolare radio a transistor e nel 1958 l’ingegnere elettronico americano, Seymour Cray, sviluppò un computer transistorizzato. Gli inventori del transistor.