II. 1. Areng kommunikatsioonis Telefoni vljattamine Telefon on prast leiutamist Alexander Graham Belli poolt aastal muutunud kaasaegse elu heks nurgakiviks, pakkudes vimalust luua hendusi igast maailma punktist. Esimene edukas mlemapoolse heli edastamisega telefonikne le Atlandi ookeani leidis aset aastal ning ldkasutatav raadiosidel phinev telefoniteenus New Yorgi ja Londoni vahel seati sisse aasta hiljem. leldine rahvusvaheline telefonivrk seati sisse aastal aastal vttis kontinentidevahelise telefoniside juhtimise le veealune kaablitevrgustik ning aastal satelliitside. Edusammud keemias on meid toonud vasktraatide juurest kiudoptiliste kaabliteni, llituskilpide juurest sattelliitideni ning paralleelliinide juurest internetini. Juhtmevaba kommunikatsioon Mobiiltelefonid ja piiparid phinevad mikroskeemidel, krgetasemelistel materjalidel ja keemiateaduse poolt toetatud seadmete mtmete vhenamisel. AT&T laboratooriumites ttati mobiilsed autotelefonid vlja juba 1940ndatel aastatel, kuid need osutusid kommunikatsioonikanalite puuduse tttu ebapopulaarseiks. 1980ndad tid endaga kaasa aga suure murrangu juhtmevaba henduse automaatse mberllitamise avastamise ning jrgneva mobiiltelefonide populaarsuse plahvatusliku kasvu. Mobiiltelefonide loomisel on keemiateadusel olnud mrkimisvrne roll taaslaetavate liitiumioonakude vljattamisel. Faks ja kuivpaljundus Kuigi esimene elektrooniline pildiedastus viidi lbi aastal Saksa leiutaja Arthur Korni poolt, ilmus faksiaparaat laiema avalikkuse ette alles aastal. See kasutas pildimaterjali edastamiseks telefonivrku: fotoslaidi erinevad toonid skaneeriti elektrilisteks signaalideks, mis thistasid selle erinevaid toone. Saadud info edastati telefoniside abil fotonegatiivile, mis seejrel pimikus ilmutati aastal loodi kuivpaljundusaparaat ehk kserograaf, mis vimaldas piltidest tpseid koopiaid luua. Keemia-alased innovatsioonid faksi selliste erinevate komponentide nagu toonerite, tintide, paberi ja orgaaniliste fotortseptorite leidsid peamiselt aset 1970ndatel aastatel. Laser- ja kiudoptika Puhtaid klaaskiude, mida tnapeval laseri poolt tekitatavate valgussignaalide edastamiseks kasutatakse, vib lugeda revolutsiooniliseks tehnosaavutuseks. Keemikud leiutasid kiudoptika aastal. Esimene valguskiirgusel phinev infoedastusssteem heli, andmete ning video saatmiseks paigaldati aastal. Tnapeval vib ksainus kiudoptiline kaabel edastada miljoneid telefoniknesid, andmefaile ja videopilte. Telefotograafia Llituskilp II. TEHNOLOOGIA EDUSAMMUD INFORMAATIKAS JA KOMMUNIKATSIOONIS Arvutite areng Edusammud keemias on tugevalt toetanud arvutite revolutsioonilist arengut, liikudes jtkuvalt nende kiiremaks, vimsamaks ja taskukohasemaks muutmise suunas. Esimene elektrooniline arvuti loodi aastal Iowa likoolis. Binaarssteemis programmeeritavad kalkulaatorid ja Boolei loogiliste operatsioonide ssteem ilmuvad 1940ndatel aastatel. Esimene elektrooniline digitaalarvuti ENIAC rakendati tsse aastal ning esimene miniarvuti tuli turule aastal aastal tutvustas Intel oma populaarset 4-bitist 4004 mikroprotsessorit, mille tulemusena laienes personaalarvutite turg plahvatuslikult. Tna jtkatakse tiendustega transistorites, rnikiipides, mikroskeemides, andmesalvestusseadmetes ning krgtasemelistes materjalides. Pooljuhid Keemia-alase tehnoloogia abil muudetakse rni ja germaanium tnapeva arvuteid, lisaseadmeid ja kommonikatsioonivahendeid energiaga varustavateks pooljuhtideks. Erinevalt metallidest on pooljuhtide nol tegemist selliste materjalide klassiga, mille voolujuhtivus temperatuuri tustes jrsult suureneb. Antud materjale kasutatakse arvutites kiipide ja mikroskeemide valmistamisel. Pooljuhid vimaldavad toota viksemaid, kiiremaid ning energiasstlikumaid elektroonilisi komponente. Pooljuhtidega ttavad keemikud rakendavad oma toodangule ranget kvaliteedikontrolli, oprimeerimisprotsesse ja defektide vlistamist ning ttavad mikroelektrooniliste seadmete uuendamise suunas. Rnikiibid ja mikroskeemid aastal demonstreerisid John Bardeen, William Shockley ja Walter Brattain eletkrivoolu valikulise kontrollimise vimalikkust rnis. Jrgnenud rnikiipide, mikroskeemide ja protsesside loomine tegi vimalikuks kaasaegsete arvutite vljattamise aastal loodud rnikiibid koosnevad transistoritest, takistitest, kondensaatoritest ja mlukiipidest, mis on integreeritud rni toorikkristallide kihtidele ning tdeldud seejrel mitmeetapilise keemilise protseduuriga aastal loodi mikroskeeme rakendades esimene taskukalkulaator. 1980ndatel rakendati mikroskeeme juba arvutites. John von Neumann ja ENIAC II.2. Arvutid ENIAC N-tpi pooljuht (elektronide kllasus) P-tpi pooljuht (elektronide vhesus) II. TEHNOLOOGIA EDUSAMMUD INFORMAATIKAS JA KOMMUNIKATSIOONIS II.3. Infotehnoloogia Monitorid ja kuvamistehnoloogia Viimastel aastatel on toimunud dramaatilised uuendused arvutite kuvamistehnoloogias. Krgresolutsiooniga vrvimonitorid phinevad telerites kasutatud elektronkiiretorul. Uuemateks alternatiivideks olid lameekraanid, mida eelkige slearvutite puhul kasutama hakati. Vedelkristallmonitorid (LCD) baseeruvad orgaanilistel kemikaalidel, mis leiutati aastal. Jrgnevad arendused hlmasid vedelkristallmonitore, milles iga pildielementi kontrollib individuaalne transistor. Keemikute panuseks kuvamistehnoloogia arengus vib lugeda vedelkristallmaterjalide, plasmakuvarite, vrvifiltrite, spetsiifiliste polmeeride ja vormitud plastikust valgusjaotuslehtede vljattamist. Info talletamine Informatsiooni salvestamisel on eesmrgiks tagada selle krge kvaliteet ja kasutamislihtsus vimalikult mdukate kulutuste juures. Lbimurded on aset leidnud nii salvestustehnika erinevate aspektide (krgem resolutsioon, suurem kiirus, kvaliteedi silitamine), kui ka fotofilmide, magneetiliste helisalvestusseadmete ja digitaalse pilditehnika arengus, vimaldades krgetasemelisemat info talletamist aastal ttas Ameerika leiutaja ja arvutipioneer Reynold Johnson vlja esimese arvutites info talletamiseks kasutatava kettaseadme, millele jrgnes ajapikku mitmeid erinevaid alternatiive. Sidesatelliidid Kuni 1960ndate aastateni oli kne edastamine le pikkade vahemaade pris kulukas aastal saadeti orbiidile Telsar, maailma esimene aktiivne sidesatelliit. Keemia vallast tulenesid selles kasutatud ehitusmaterjalid (metallisulamid, erinevad plastikud), elektroonilised komponendid ning ka selle energiaga varustamise tehnoloogia. Sidesatelliidid omavad kaalukat rolli nii telefoni- kui telekanalite signaalide edastamisel, sealhulgas ka otselekannete ning digitelevisiooni puhul. GPS satelliitide orbiidid mber Maa GPS satelliitide tootmine II. TEHNOLOOGIA EDUSAMMUD INFORMAATIKAS JA KOMMUNIKATSIOONIS Filmid Esimeseks snkroniseeritud muusika ja knega tispikaks filmiks oli The Jazz Singer aastal. Hilisteks 1930ndateks oli Technicolor oma tootmisprotsesse sel mral lihvinud, et suutis vlja anda esimese vrvifilmi. Keemia rolliks olid taas lbimurded filmimaterjalides, spetsiaalsete lahuste vljattamises ning ilmutamistehnikates. Televisioon aastal presenteeris otlane John Logie Baird esimest korda oma mehaanilist televisioonissteemi Nipkowi ketast , mille ta patenteeris juba aastal. Jrgmisel aastal edastas Philo T. Farnsworth oma aastal leiutatud elektronkiiretoru abil juba telepilti. Jrgnevad 20 aastat valitses antud leiutis elektroonikas ning keemia toetas selle arengut elektroodide tarbeks unikaalsete materjalide ning torus asuvate kontrollelementide arendamisega aastaks oli loodud juba mikroskeem, mis ti telerite ehitusse mitmeid uuendusi. Jrgnevad kmnendid tid endaga kaasa muutusi nii telerite mtmetes kui kui mitmetes tehnilistes aspektides. Fotograafia Fotograafia ning videosalvestus vimaldavad meil talletada meie elu olulisimaid kogemusi ning inimesi. Keemia abil loodi film erinevatele kaameratele ja keemilised lahused ning ilmutustehnika piltide loomiseks. Uuendused kaamerate toites aitasid nende populaarsuse kasvule tublisti kaasa, eriti 1950ndatel rakendatud ja vikestele sisseehitatud vlguga fotoaparaatidele meldud leelismangaanpatarei aastaks oli tehnoloogia juba niivrd kaugele arenenud, et loodi Eastman Kodaki populaarne filmikassetiga fotokaamera Instamatic aastaks oli seda mdud juba 50 miljonit eksemplari. Nipkowi ketas ja selle leiutaja Paul Nipkow oma seadme patenteerimisaastal II. 4. Meelelahutus II. TEHNOLOOGIA EDUSAMMUD INFORMAATIKAS JA KOMMUNIKATSIOONIS II. 5. Innovatsioonid elektroonikas Elektroonikaseadmete areng Elektroonilised materjalid ning mikroelektroonilised seadmed on lugematute kaasaegsete toodete, niteks CD-mngijate, televiisorite, arvutite ning juhtmeta seadmete tuumaks. Elektronkiiretorudest transistorite ja mikroskeemideni keemikud ja insenerid on psivalt panustanud elektroonikaseadmete viksemaks, vimsamaks, energia- sstlikumaks ning taskukohasemaks muutmisele. Uued materjalid ja protseduurid rmiselt puhaste materjalide ning pooljuhtide tootmiseks on andnud tulemuseks uudseid komponente nagu transistoreid ja mikroskeeme, millest on vimalik koostada keerukaid elektriringe mitmete erinevate elektroonikaseadmete valmistamiseks. Krgetasemelised snteetilised materjalid Igapevaelektroonika, mobiiltelefonid ja personaalarvutid toetuvad tugevalt tugevaile, vastupidavaile ja elektrit isoleerivaile plastikutele, mis tundlikke elektroonilisi komponente kaitsevad. Plastikud on oma elektrit isoleeriva vime tttu elektroonikatstuses rmiselt olulised. Elektronide voog, mis vooluringi moodustab, ei suuda plastiku molekulaarstruktuuri lbistada. Molekulide struktuuriga manipuleerides ning nende uusi variante luues loovad keemikud uusi tugevaid, paindlikke, kergeid ja vastupidavaid ning samas taskukohaseid materjale. Transistorid Olulisim komponent arvutite ja kommunikatsiooni hises arengus oli tilluke transistor. Leiutatud aastal John Bardeeni, Walter Brattaini ja William Shockley poolt, vttis see kiiresti le signaalide vimendamise ning mberllitamise erinevates seadmetes. Transistorid ning jrgnenud miksoskeemid, mis sisaldavad miljoneid transistoreid, panid aluse kaasaegse elektroonika arengule aastaks oli turule toodud transistorraadio ning aastaks oli Ameerika elektroonikainsener Seymour Cray transistoreid rakendanud juba arvutites. Transistori leiutajad