4.3: Nieuwe materialen en technieken

1. 4.3: Nieuwe materialen en technieken

2. Elektriciteit • 1746: de Nederlander Petrus van Musschenbroek experimenteert met ‘elektrieke stof’ zonder dat hij precies wist wat dat was. Elektriciteit was in die tijd vooral een bron van vermaak, waarvan men de praktische toepassingen niet onderkende • 1820: de Deense onderzoeker Oersted ontdekt dat een magneetnaald van richting veranderd als er een draad, waar een elektrische stroom doorheen gaat, wordt bijgehouden.

3. Elektriciteit • 1831: de Engelse onderzoeker Faraday ontdekt dat als een magneet in een spoel heen en weer wordt bewogen, er een elektrische stroom in die spoel wordt veroorzaakt. Deze ontdekkingen tonen het verband aan tussen elektriciteit en magnetisme en liggen ten grondslag aan de ontwikkeling van de dynamo en de elektromotor.

4. Elektriciteit • 1879: Edison ontdekt de gloeilamp. Hierdoor komt het gebruik van elektriciteit pas echt in zwang.

5. Telecommunicatie • Het eerste duidelijke voorstel voor telefonie is gedaan door Charles Bourseul in 1854. • Het eerste duidelijke voorstel voor telefoonverbinding werd gedaan door Philipp Reis, een natuurkundeleraar. Hij had dan wel een duidelijk werkend voorstel, maar het was niet praktisch te gebruiken. • Op 14 februari 1876 werd er door Alexander Graham Bell uiteindelijk een patent aangevraagd op de uitvinding voor ‘improvement of telegraphy’. Enkele jaren daarvoor was Antonio Meucci er al in geslaagd een telefoonverbinding tot stand te brengen, maar die had onvoldoende financiële middelen om de kosten voor het verkrijgen van een patent te kunnen dragen.

6. Telecommunicatie • Later werd de telefoon elektrisch versterkt gemaakt in plaats van akoestisch waardoor de verstaanbaarheid beter was. Door een verbeterde kabeltechniek werd de reikwijdte vergroot. • Twee uur na Bell diende Elisha Gray een patentaanvraag in voor ‘instruments for transmitting vocal sounds telegraphically’. Het is vrij waarschijnlijk dat Gray en Meucci onafhankelijk van elkaar de telefoon uitgevonden hebben.

7. Telecommunicatie • Op 1 juni 1881 opende de Nederlandsche Bell Telephoon Maatschappij op de hoek van de Kalverstraat en de Dam, in Amsterdam, het eerste Nederlandse openbare telefoonnetwerk met 49 vaste aansluitingen van abonnees. In midden van de jaren negentig van de twintigste eeuw waren er 7 miljoen vaste aansluitingen in Nederland. Daarna nam aantal vaste aansluitingen sterk af, door onder andere de komst van de mobiele telefonie en de internettelefonie.

8. Telecommunicatie • Werking van de telefoon: In het telefoontoestel wordt het geluid (luchttrillingen) door middel van een microfoon omgezet in een elektrische stroom (elektrisch signaal). Het signaal wordt door kabels naar een telefooncentrale gevoerd. Van daaruit wordt een verbinding gemaakt met de telefoonkabel van de gebelde persoon, of met een volgende telefooncentrale als het een interlokaal gesprek betreft. De telefoon van de ontvanger zal overgaan, en als deze opgenomen wordt, wordt in de centrale een verbinding gelegd waardoor beide partijen met elkaar kunnen spreken. Deze verbinding wordt verbroken door op een van beide telefoons de hoorn op de haak te leggen

9. Telecommunicatie • Telefoonkabels: Vroeger waren de telefoondraden opgehangen aan palen boven de grond of aan de daken van de huizen. Doordat ze zo hoog hingen, sloeg de bliksem er vaak in. Dat veroorzaakte storingen. De kabels werden ook vroeger al van koper gemaakt. Dat koper was zwaar en duur. Ze waren ook erg dik. Dat moest in die tijd wel, omdat er in dunnere kabels meer verliezen optraden.

10. Telecommunicatie • Tegenwoordig worden glasvezelkabels veel gebruikt voor telefoonverkeer tussen telefooncentrales. Glasvezels zijn haardunne, buigzame vezeltjes van zeer zuiver en helder glas. Lichtflitsen kunnen met bijna de lichtsnelheid door glasvezel reizen zonder dat ze veel verzwakken. De signalen zijn ongevoelig voor ruis, zodat ze niet beschadigd aankomen.

11. Telecommunicatie • Er is ook een techniek ontwikkeld die gebruik maakt van het bestaande kabelnetwerk (coax) voor teledistributie. De telefoniesignalen worden digitaal verzonden samen met de beeldinformatie van de TV-kanalen. • Draadloze straalverbindingen tussen centrales worden veel gebruikt in moeilijk bereikbare gebieden. Satellietverbindingen kunnen toegepast worden tussen individuele abonnees en de operator. • Pogingen om een wereldwijd netwerk via satellietverbinding op te zetten zijn tot dusver met een financiële kater afgesprongen • Ook het internet biedt de mogelijkheid een gesprekskanaal op te bouwen en de videotelefoon waar men jaren over spreekt lijkt dichter bij dan ooit, bovendien erg betaalbaar en heel aanvaardbaar wat de kwaliteit betreft.

12. Telecommunicatie • In de jaren zeventig ontstaan de zogenaamde autotelefoonnetwerken • Sinds 1993 start men in Nederland met het GSM netwerk. Sindsdien is mobiele telefonie voor iedereen toegankelijk

13. Internet • De geschiedenis van het internet begint op 4 oktober 1957 met de lancering van Spoetnik I door de USSR. • Als onmiddellijke reactie op de lancering werd binnen het Amerikaanse ministerie van defensie het Advanced Research Projects Agency (ARPA) opgericht. ARPA moest instaan voor het ontwikkelen van technologie die de Amerikaanse defensie in staat zou stellen om niet verrast te worden door de technologisch geavanceerde vijand.

14. Internet • Een van de projecten waaraan de ARPA-denktank werkte was het ontwikkelen van een veilige manier om te communiceren met de vele universitaire instellingen die voor ARPA aan het werk waren. • Het systeem zou moeten bestaan uit een computernetwerk dat zowel stabiel als onafluisterbaar zou zijn. Om aan deze beide eisen te voldoen werd ervoor gekozen de gegevens op te splitsen in kleine pakketjes en deze pakketten via verschillende routes naar de eindbestemming te sturen. Op de eindbestemming kunnen de verschillende pakketten dan weer worden samengesteld tot het oorspronkelijke bericht. Dit concept maakt het systeem onafluisterbaar en onafhankelijk van onderbrekingen in het netwerk.

15. Internet • 1972:De Internetworking Working Group (IWG) werd opgericht en het ARPANET werd opengesteld voor niet-universiteiten en overheidsinstellingen. • In de periode tussen 1974 en 1984 ontstonden er verschillende computernetwerken (Telnet, MFEnet, SPAN, Usenet, Bitnet, CSNet, Eunet, EARN...) die één voor één ook aan ARPANET werden gekoppeld

16. Internet • 1983: ARPANET stapte finaal over op TCP/IP voor het gegevenstransport over het netwerk. Hiermee was het eigenlijke internet geboren. De wereld beschikte nu immers over een open netwerk van netwerken gebaseerd op TCP/IP. Het Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP) is een standaard protocol om verschillende netwerken via het ARPANET te laten communiceren

17. internet • 1986: In de Verenigde Staten werd NSFNet in gebruik genomen. NSFNet functioneerde als hogesnelheidsbackbone voor het internet in Amerika. Via NSFNet verdween zo een extra barrière in de verdere groei van het internet, namelijk de beperkte bandbreedte. Het aantal hosts was in 1986 opgelopen tot 5000.

18. Internet • 25 april 1986: eerste internetverbinding met Nederland. • 1993: Het gemak om webpagina's te maken en naar bestaande pagina's te linken veroorzaakte een exponentiële groei. De eerste zoekmachines verschenen. Lycos werd in 1993 ontwikkeld als onderzoeksproject op een universiteit. Eind 1993 had Lycos 800.000 webbladzijdes geïndexeerd.

19. Internet • 1994: eerste online winkels • 1996: eerste internet telefonie • 1999: opkomst online banking en eerste MP3 • 2001: start wikipedia • 2002: eerste weblogs

20. Materialen uit de ruimtevaart • Extreme omstandigheden: Van extreme hitte tot ijzige koude, enorme versnellingen, gigantische trillingen, gewichtloosheid • Voorwaarde: Frame en beplating moeten heel sterk en zo licht mogelijk zijn. Extra gewicht betekent extra brandstof! • Nieuw: composiet materialen, vezels die in bepaalde structuur zijn samengevoegd door middel van kunsthars. Voordeel: licht, sterk en bestand tegen slijtage

21. Composiet materiaal

22. Composiet materiaal

23. Spin-off Ruimtevaart • Superisolerende aluminiumfolie en isolerende lichtgewicht ijsverpakkingen • Moonboots • Krasvrije zonnebrillen • Magnetrons • Klittenband • Zonnepanelen • Ankertjes om gescheurde pezen en banden weer aan het bot vast te maken • Een pen die ook op zijn kop schrijft • Implanteerbare pompjes voor medicijnafgifte

24. Superisolerende alumiumfolie

25. Zonnepanelen