MOMENTOS HISTÓRICOS DE LA TECNOLOGÍA DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL QUÍMICO

1. MOMENTOS HISTÓRICOS DE LA TECNOLOGÍA DESDE EL PUNTO DE VISTA DELQUÍMICO Esta Exhibición es una versión de la galería ‘Avances Tecnológicos’, preparado por los miembros de la Sociedad Americana de Química bajo la dirección del Profesor Attila Pavlath. Exhibición realizada en el Departamento de Química Física de la Universidad Szeged, en Hungría por Nora Rideg, estudiante subgraduado, Supervisado por Veronika Nemeth, Catedrático Auxiliar Auspiciado por la Sociedad de Química en Hungría (MKE) y la Sociedad Americana de Química

2. INFORMACION Y COMMUNICACIONES

3. MOMENTOS HISTÓRICOS DE LA TECNOLOGÍA DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL QUIÍMICO II. INFORMACION Y LAS COMUNICACIONES Gracias a las innovaciones en la química, la ingeniaría química y la electrónica, hoy día podemos mantenernos en contacto por todo el mundo Nuestra forma de vivir ha cambiado radicalmente a través del último siglo, queda demostrado con los cambios desde la vida rural a al vida urbana, desde la educación para algunos hasta la educación para muchos y desde el trabajo en la agricultura hasta los trabajos de investigaciones. Consecuentemente, el crecimiento poblacional, la información, las nuevas ideas y los materiales novedosos han provisto cambios sociales significativos. Numerosos resultados por la química ha contribuido al desarrollo de muchas herramientas de comunicación para capturar, almacenar y distribuir la información. Las comunicaciones inalámbricas y las fibras ópticas proveen los fundamentos de nuestra sociedad del Internet. La química del silicio y los polímeros de alto rendimiento nos han provisto de las computadoras y los microprocesadores de hoy día. Las películas, la televisión y la fotografía, todos dependen de la química para preservar nuestras memorias. Los logros científicos de los químicos permiten que familiares que se encuentran a distancias se mantengan en contacto unos con otros desde distintas partes del mundo. II. 1. Avances en la comunicación El desarrollo del teléfono Comunicaciones inalámbricas Tecnología del fax y la fotocopiadora Láser y fibras ópticas II. 2. Tecnología de la computadora Evolución de las computadoras Tecnología de los semiconductores “Silicon chips” y circuitos integrados Tecnología de las pantallas y la proyección Almacenaje de información Satélites de comunicación II. 3. Desarrollo en el entretenimiento Películas o cinematografía Televisión Fotografía II. 4. Innovaciones en la electrónica Evolución de aparatos electrónicos para el consumidor Materiales sintéticos avanzados Transistores

4. II. INFORMACIÓN Y COMUNICACIONES Cronología 1876 Alexander Graham Bell completa la primera llamada telefónica. 1926 Los hermanos Warner hacen la primera película con efectos de audio y música sincronizada. 1926 Se transmite por primera vez, através del Océano Atlántico la primera conversación de doble vía. 1927 Philo T. Farnsworth difunde la primera imagen de televisión utilizando un tubo de rayo catódico. 1946 Comienza operación la primera computadora electrónica digital, ENIAC. El húngaro, John von Neumann tomó parte en la modificación de los detalles lógico-matemáticos de ENIAC. 1947 Se inventa el transistor en los laboratorios “Bell Telephone”. 1955 Reynold Johnson desarrolla la primera unidad de disco “disk drive”. 1958 Jack Kilby de “Texas Instruments” inventa el circuito integrado (IC por sus siglas en inglés). 1961 Aparece por primera vez los circuitos integrados de silicio “Silicon chips”. 1961 Telstar, el primer satélite activo de comunicaciones para el mundo es enviado al Espacio. 1961 La empresa Eastman Kodak introduce la famosa cámara “Instamatic” con cartucho de cinta. 1971 La compañía Intel introduce su popular microprocesador 4004 4-bit para uso del consumidor. 1977 La ciudad de Chicago prueba el primer sistema de comunicaciones de fibras óptica para el comercio. 1983 Los teléfonos celulares se popularizan por el descubrimiento de la automatización de cambio de comunicaciones inalámbricas através de una serie de celdas 1984 El “CD-ROM” (disco compacto de lectura solamente) es introducido junto al tocador de disco compacto “(CD player”).r after the automatic switching of wireless communications through a series of cells was discovered.

5. II. 1. Avances en la comunicación El desarrollo del teléfono A. Graham Bell Desde que Alexander Graham Bell inventó el teléfono en 1876, éste se ha convertido en la piedra angular de la vida moderna proveyendo conexión instantánea alrededor del mundo. La primera conversación de dos vías fue transmitida a través del Océano Atlántico en 1926, y el servicio del teléfono para el comercio (utilizando el radio) comenzó entre Nueva York y Londres en 1927. La compañía AT&T lanzó el servicio de teléfono internacional en 1935. El servicio de teléfono transoceánico se manejaba con cables submarinos en 1956, y desde el 1962, fue por satélites de comunicación. Los ingenieros químicos de hoy día nos han provisto desde cables de cobre a fibras ópticas, desde cuadros telefónicos de cable a satélites de comunicación y el Internet.

6. II. 1. Avances en la comunicación Comunicaciones inalámbricas Los teléfonos celulares y aparatos bidireccionales dependen de circuitos integrados, materiales avanzados y técnicas para la escala en miniatura, mejorado por los químicos. Los laboratorios AT&T desarrollaron el teléfono móvil para automóviles para los años 1940, sin embargo, fueron poco populares por la falta de canales de comunicación. Los años 1980 trajo una brecha cuando las comunicaciones inalámbricas se dividieron en una serie de celdas que automáticamente cambiaba llamadas entre individuos según se transmitía, permitiendo que esta misma celda se reutilizara. Inmediatamente, los teléfonos celulares se hicieron famosos. La química también ha jugado un papel importante en el desarrollo de las pilas recargables de litio para los teléfonos celulares. Cuadros telefónicos de cable

7. II. 1. Avances en la comunicación Tecnología del fax y la fotocopiadora Aunque el inventor alemán, Arthur Korn transmitió la primera fotografía electrónica en el 1902, no fue hasta el 1924 que la primera maquina de fax entró en servicio. Este adoptó circuitos de teléfono para la transmisión de fotos utilizando la telefotografía: una transparencia fotográfica de barrido de signos eléctricos que indicaba las sombras de la imagen. Estos datos luego se transmitían por teléfono a un negativo fotográfico para luego desarrollarlo en un cuarto oscuro. En 1949, se introdujo la copiadora xerográfica o fotocopiadora que permitió una replica exacta de la imagen. Las innovaciones químicas de la tecnología del fax incluyó tintas y otras sustancias químicas para cambio de color (toners), lo que permitió la tecnología avanzada del papel y los fotorreceptores orgánicos introducidos para los años 1970. Telefotografía

8. II. 1. Avances en la comunicación Láser y fibras ópticas Las fibras de vidrio puro que ahora provee la infraestructura para llevar información vía luz producida por láser es un logro técnico revolucionario. Investigadores químicos inventaron la primera fibra óptica en 1970. Las fibras ópticas fuero fabricadas e instaladas prontamente como componentes integrados. El primer sistema que proveyó el servicio de voz, datos y video en una red fue instalado en 1977. Hoy día, un solo cable de fibra óptica puede transmitir millones de llamadas telefónicas, archivos de datos e imágenes de video. Instalación de fibras ópticas en la cuidad de Chicago (1977)‏

9. II.2. Tecnología de la computadora Evolución de las computadoras La ingeniería química ha guiado la revolución de la computación y continúa haciendo computadoras más ligeras, más poderosos y más económicas. En 1939, se inventó la primera computadora en la Universidad del Estado de Iowa. Las calculadoras programables con números binarios y lógica Boolean aparecieron para los años 1940. En 1946, ENIAC, la primera computadora electrónica digital, empezó operación y la primera microcomputadora debutó en 1962. En 1971, la compañía Intel introdujo su popular microprocesador 4004 4-bit para uso del consumidor, luego explotó el mercado de la computadora personal. Hoy la innovación continúa con transistores, circuitos integrados de silicio “Silicon chips”, aparatos de almacenaje de datos y materiales novedosos y de gran avance. John von Neumann con la ENIAC

10. II.2. Tecnología de la computadora Tecnología de los semiconductores La química hace posible transformar silicio y germanio en semiconductores para dirigir la corriente a las computadoras, otros equipos electrónicos y aparatos de comunicación de hoy día. Los semiconductores, son una clase de material que aumenta su conductividad eléctrica a temperaturas elevadas. Estos semiconductores luego se tratan para producir un exceso o disminución de electrones. Circuitos integrados de computadora y circuitos integrados en general se producen de materiales semiconductores. Los semiconductores facilitan el que los componentes electrónicos sean mas pequeños, mas rápidos y mas eficientes energéticamente. La química en la industria de los semiconductores provee el control de calidad de componentes, los proceso optimizados y el manejo e innovaciones de aparatos microelectrónicos. Un semiconductor tipo-p (deficiencia de electrones) Un semiconductor tipo- n (exceso de electrones)

11. II.2. Tecnología de la computadora “Silicon chips” y circuitos integrados En 1947, los investigadores John Bardeen, William Shockley, y Walter Brattain demostraron que el flujo de electricidad através del silicio se puede controlar selectivamente. La creación subsiguiente del circuito integrado de silicio (Silicon chip), los circuitos integrados y los microprocesadores (computadoras de un chip) hizo posible las computadoras eficientes de alta velocidad de hoy día. Los circuitos integrados de silicio (1961) consiste de transistores, resistores, capacitores, y circuitos de memoria construido sobre capas de silicio que luego se expone a un proceso químico de una serie de pasos. En 1967, se construyó la primea calculadora portátil utilizando circuitos integrados, un aparato electrónico pequeño que contiene otros componentes electrónicos. En 1980, los circuitos integrados se aplicaron a las computadoras. “Silicon chip” Circuito integrado de silicio El primer circuito integrado

12. II.2. Tecnología de la computadora Tecnologías de las pantallas y los proyectores En los años recientes se ha realizado una dramática mejoría en la tecnología de proyección de las computadoras. Las pantallas gráficas a color de alta resolución son causadas principalmente por el tubo de rayo catódico del televisor. La tecnología de proyección alterna incluye las pantallas pequeñas para las computadoras portátiles (laptops) y las computadoras de libreta (notebooks). Los monitores de cristales líquido (LCD por sus siglas en inglés) a base de sustancias químicas orgánicas se inventaron en 1969. Luego se desarrollaron los transistores de lamina fina para monitores de cristal liquido en el que cada elemento fotográfico se expresa desde su propio transistor. Los químicos han desarrollado materiales de cristales liquido, filtros de color, capas alineadas de polímeros, hojas de distribución de luz de molde plástico y la tecnología del monitor plasma. “Camera Obscura”

13. II.2. Tecnología de la computadora Almacenaje de información En primer lugar, la información tiene que ser grabada para luego ser retirada y utilizada a su capacidad máxima. La innovaciones químicas aseguran que el medio para grabación sea de alta calidad , fácil de usar y económico. Avances en las capacidades de grabación (resolución alta, mas velocidad y color); laminas fotográfica, grabaciones de audio magnéticos e imágenes digitales han contribuido a los artefactos de grabación. En 1955, Reynold Johnson, un inventor americano y pionero de la computadora desarrolló el primer disco para almacenar datos computarizados. Otros adelantos han sido los discos para la computadora, cintas magnéticas y discos compactos de lectura y almacenaje de memoria CD-ROMs (1984).

14. II.2. Tecnología de la computadora Satélites de comunicación Comunicaciones de voz ente América del Norte y otros continentes eran sumamente caros hasta los años 1960. En 1962, Telstar, el primer satélite de comunicación mundial activo fue enviado al espacio. La química proveyó los materiales estructurales (aleaciones, plásticos y otros materiales avanzados), componentes de computadora y electrónicos, además del combustible necesario para lanzar los satélites. Los satélites de comunicación jugaron un papel importante en la expansión de las llamadas a distancia internacional y domésticos además de la transmisión de televisor digital para los años 1990s. Hoy día, los satélites de comunicación juegan un papel importante para la transmisión, incluyendo transmisiones en vivo en los hogares a través de la televisión. Telstar Manufacturing of GPS satellites Satélites GPS en órbita

15. II. 3. Desarrollos en el entretenimiento Películas o cinematografía En 1927, El cantante de Jazz (The Jazz Singer) fue la primera película de largo metraje con diálogo y canciones sincronizadas. A finales de los años 1930, la firma Technicolor refinó sus procesos y el primer diseño a color fue contemplado. La química para la cinematografía permitió una serie de progresos involucrando materiales básicos, soluciones química y exposición a la luz.. El afiche de la primera película de largo metraje, “The Jazz Singer”, con canciones y dialogo sincronizados

16. II. 3. Desarrollos en el entretenimiento Televisión En 1926, el escosés, John Logie Baird proyectó públicamente, por primera vez, la televisión utilizando un sistema mecánico de televisión conocido como el disco Nipkow, que fue patentizado en 1883. Para el 1927, Philo T. Farnsworth había transmitido la primera imagen televisiva utilizando un tubo de rayo catódico (inventado en 1897). Los próximos veinte años fueron la era de los tubos al vacío en electrónica y la química contribuyó con los materiales para los electrodos y los elementos de control dentro del tubo. Muchas innovaciones se realizaron para los años 1950, incluyendo el circuito integrado (1958). Las próximas décadas trajo artefactos de imagen en miniatura y varios aparatos electrónicos de mejor calidad. El disco Nipkow y su inventor Paul Nipkow para el año de la patente Philo T. Farnsworth y el tubo de rayo catódico

17. II. 3. Desarrollos en el entretenimiento Fotografía La fotografía y la tecnología de laminas de revelado permitió el almacenaje de experiencias importantes en la vida de las personas. La química se utiliza para el revelado de cintas de todo tipo de cámaras que envuelve materialess simples, distintas soluciones químicas y la exposición a luz. El mejoramiento de las baterías o pilas también han contribuido a la popularidad de la cámara, incluyendo las baterías alcalinas de manganeso para cámaras pequeñas con unidades integradas de destello (flash). La habilidad de manejar cintas fotográficas, aparatos electrónicos y baterías condujo a la introducción de la cámara instantánea de Eastman Kodak en 1963, el cual vendió sobre 50 millones para el 1970. Kodak-Instamatic

18. II. 4. Innovaciones en electrónica Evolución de aparatos electrónicos para el consumidor Los materiales electrónicos y los artefactos microelectrónicos son el corazón de un sin numero de productos modernos, tales como el tocador de disco compacto, el televisor, las computadoras, la cámara digital y los artefactos inalámbricos. Los ingenieros químicos han hecho aparatos electrónicos pequeños, mas poderosos, mas eficientes energéticamente y mas económicos que incluyen desde el tubo de vacío a transistores y circuitos integrados. Nuevos materiales, los procesos para producir materiales altamente puros y la construcción de proceso de semiconductores han resultado en la disponibilidad de componentes, tales como los transistores y los circuitos integrados, que pueden ser ensamblados en circuitos electrónicos complejo para proveer nuevas capacidades a un amplio rango de aparatos electrónicos.

19. II. 4. Innovaciones en electrónica Materiales sintéticos avanzados Los artefactos electrónicos para el consumidor, los teléfonos celulares y la computadora personal dependen de plásticos duraderos, fuertes y aislantes para proteger los componentes eléctricos sensitivos. Los plásticos son esenciales para la aplicación electrónica por su propiedades aislantes; ya que el flujo de electrones que conduce la corriente no puede penetrar fácilmente la estructura molecular del plástico. Al manipular las estructuras de la moléculas y producir nuevas moléculas, los químicos e ingenieros producen materiales nuevos que son mas fuertes y flexibles. Estos avances han mejorado la resistencia a impactos, han reducido el peso total del equipo y han reducido el costo al consumidor.

20. II. 4. Innovaciones en electrónica Transistores Ese pequeño dispositivo electrónico fehaciente, conocido como el transistor fue el que hizo posible la unión de la computadora y las comunicaciones. En 1947, John Bardeen, Walter Brattain, y William Shockley inventaron el transistor, que gradualmente reemplazó los tubos de vacío voluminoso que habían sido utilizados para ampliar y cambiar señales. El transistor y luego los circuitos integrados (que contienen millones de transistores) sirvieron de base para el desarrollo de la electrónica moderna. Para el 1954, se introdujo el popular aparato electrónico: el radio transistor, y para el 1958, un ingeniero eléctrico americano, Seymour Cray desarrolló una computadora a base de transistores, El primer transistor Los inventores del transistor