II. 1. MAWASILIANO

1. II. MATUKIO MUHIMU KATIKA TEKNOLOJIA – HABARI NA MAWASILIANO II. 1. MAWASILIANO Maendeleo katika huduma za simu The development of the telephone Tokea Alexander Graham Bell kuvumbua simu katika mwaka 1876, imekuwa ni sehemu ya maisha ya kisasa kwa kuweza kuwaunganisha watu ulimwenguni kote. Hatua ya mwanzo ya njia mbili za mawasiliano ilianza kujaribiwa na kutumika katika bahari ya Atlantiki mwaka 1926 na huduma za simu (kwa kutumia redio) zilianza kati ya miji ya London na New York mwaka 1927. Kampuni ya AT&T ilizindua huduma za simu za kimataifa mwaka 1935. Huduma za simu kwa bahari kuu (transoceanic) zilianza kwa nyaya kushikiliwa kupitia nyambizi (submarine) mnamo mwaka 1956 na kuanzia mwaka 1962 kupitia njia ya mawasiliano ya sataliti. Wahandisi kemikali wameweza kufanikisha kutoka nyaya za madini ya shaba (copper wire) hadi matumizi ya mkongo (fiber optic), kutoka matumizi ya meza ya mapokezi ya simu (switchboard) hadi satalite, kutoka matumizi ya simu inayotumiwa zaidi na mteja mmoja (party lines) hadi huduma za intaneti (internet). Njia ya mawasiliano bila ya kuunganishwa na waya Wireless communications Simu za mikononi (cellular phones) na simu zenye kuweka ujumbe na zinazomkumbusha mmiliki wake kila zinapopigwa ama kutumwa ujumbe (pagers) hutegemea zaidi alama za machapisho na saketi ndogo inayounganisha vitu vingi, vifaa bora na vya kisasa na utaalamu wa vifaa vingi vingine vidogo vilivyowezeshwa kwa msaada wa kemia. AT&T Labs walifanikiwa kutengeneza simu za magari katika miaka ya 1940, lakini zikakosa umaarufu kutokana na kukosa mtandao wa mawasiliano. Katika miaka ya 1980 wakati njia ya mawasiliano bila ya kutumia muunganisho wa waya (wireless) ilipogunduliwa. Teknolojia ya simu za mkononi imepata umaarufu zaidi kutokana na kutokuwa na usumbufu katika matumizi yake. Kemia pia imechangia sana katika kuziwezesha betri za kurudia chaji (rechargable) za lithiamu-ion kwa matumizi ya simu za mikononi. Mapokezi ya Simu Teknolojia ya Faksi na Zerografi Facsimile technology and xerography Ijapokuwa mvumbuzi wa Kijerumani Arthur Korn alifanikiwa kutuma picha kwa njia ya elktroniki mwaka 1902, matumizi rasmi ya faksi yalianza mwaka 1924. Ikitumia njia ya mzunguko wa simu kwaajili ya kusafirishia mawimbi ya picha maarufu kwa telefotografia (telephotography). Picha iliweza kumurikwa kwa umeme na kutoa kivuli cha picha halisi. Matokeo (data) yaliwezeshwa kusafirishwa na kupokelewa kama kivuli cha picha isiyosafishwa (negative film) na baadae kuboreshwa katika chumba maalum cha giza (darkroom). Mnamo mwaka 1949, mashine ya kutolea vivuli ya zerografiki (xerographic copier) ilivumbuliwa ikiwa ni mafanikio makubwa kwa kuweza kutoa vivuli halisi vya kazi iliyokusudiwa. Uvumbuzi wa kemikali katika teknolojia ya faksi ikiwemo matumizi ya wino maalum (toners) na wino wa kawaida (ink), utaalamu wa kutengeneza karatasi, utaalamu katika vifaa vyenye kuathirika na mwangaza (organic photoreceptor) viligunduliwa katika miaka ya 1970. Telefotografia Leza na Mkongo (Laser and fiber optics) Kioo maalum ambacho kimetengenezwa kuwa muundombinu wa kupokea taarifa kupitia mwangaza maalum ni moja kati ya mageuzi makubwa ya mafanikio ya kiufundi. Watafiti kemikali waligundua kwa mara ya kwanza mwangaza huo maalum uitwao optikali faiba (optical fiber) katika miaka ya 1970. Mfumo wa mawimbi ya mwangaza (lightwave) wenye kutoa sauti, data, huduma za picha zikiwemo za video na filamu pamoja na huduma nyengine za kimtandao zilivumbuliwa kwa mara ya kwanza katika mwaka 1977. Teknolojia inathibitisha zaidi kwamba nyaya moja ya mkongo (faiba optiki - fiber optic) yaweza kusambaza mamilioni ya miito ya simu, faili za data mbali mbali pamoja na picha za video.

2. II.MATUKIO MUHIMU KATIKA TEKNOLOJIA – HABARI NA MAWASILIANO II.2. Teknolojia ya Kompyuta Kuvumbuliwa kwa Kompyuta (Evolution of computers) Wahandisi kemikali wameweza kugundua mageuzi makubwa katika maendeleo ya kompyuta, na wanaendelea katika kuiwezesha kuweza kufanya kazi kwa haraka zaidi, kwa nguvu na kwa uhakika zaidi. Mnamo mwaka 1939, kompyuta ya kwanza ilivumbuliwa nchini Marekani katika chuo kikuu cha Iowa State. Kikotezo (calculator) yenye kutumia mfumo wa Boolean ilivumbuliwa katika ya 1940. Mnamo mwaka 1946, ENIAC, kompyuta ya kwanza yenye mfumo wa dijitali (digital) ilianza kutumika, wakati kompyuta ya kwanza ndogo ilianza kutumika mwaka 1962. Mwaka 1971, Intel Company ilianzisha kompyuta ya mfumo wa 4004 4-bit wakati kompyuta kwa matumizi ya kawaida ilipoingia katika soko. Mabadiliko katika mfumo wa kompyuta umezidi kupata kasi kila uchao kwa kuvumbuliwa matumizi ya transista (transistors), vibanzi vya silikoni (silicon chips), nyezo za kuhifadhia data (data storage devices), muunganisho wa vifaa vingi vidogo vidogo (integrated components) pamoja na vingine kadhaa vya kuboresha matumizi ya kompyuta. John von Neumann na ENIAC ENIAC Teknolojia ya vitoa-moto (Semiconductor technology) Kemia imepelekea uwezekano wa kuweza kubadilisha silikoni (silicon) na gemaniamu (germanium) kuwa vitoa moto kuongeza nguvu za matumizi katika kompyuta, vifaa vinavyotumia umeme na vifaa vingine vya mawasiliano. Vitoa-moto, ni tofauti kidogo na metali, hivi ni vifaa vinavyotoa moto maalum. Vitoa-moto hivi hutumika ama kuongezea au kupunguzia elektroni. Vibanzi vya kompyuta (computer chips) na saketi ndogo zinazounganisha vitu vingi (integrated circuit) vimeundwa kwa teknolojia ya vifaa vitoa-moto. Vitoa-moto vimewezesha vifaa vingi vya elektroniki kuwa vidogo zaidi, kufanya kazi kwa haraka na kwa uhakika zaidi. Kemia katika taaluma ya vitoa-moto imepelekea kutengeneza vifaa bora zaidi, kwa mafanikio, kuondosha matatizo yanayoweza kujitokeza pamoja na kuvumbua na kutengeneza vifaa vingi vya elektroniki. A p-type semiconductor (lack of electrons) An n-type semiconductor (excess of electrons) Vibanzi ya Metali ya Silikoni na Saketi ndogo zinaounganisha vitu vingi Silicon chips and integrated circuits Mnamo mwaka 1947, watafiti John Bardeen, William Shockeley na Walter Brattain walifanikiwa kuonyesha jinsi umeme unavyoweza kusafiri kupitia metali ya silikoni (silicon) na namna ya kuweza kuudhibiti kwake. Mwendelezo huo wa uvumbuzi na matumizi vibanzi vya silikoni (silicon chips), saketi ndogo ndogo zinazounganisha vitu vingi (integrated circuits) pamoja na vifaa vingi vingine vidogo vidogo ndivyo vinavyounda kompyuta hizi tunazotumia sasa zenye kasi kubwa na kufanya kazi kwa uhakika zaidi. Utaalamu wa vibanzi vya silikoni (silicon chips) katika mwaka 1961 ilihusisha pia vifaa kama transista (transistor), rezista (resistor), kapasita (capacitors) na vibanzi vya kumbukumbu (memory chips) ambavyo hujengewa katika ugozi mwembamba wa silikoni ikihusisha pia matumizi ya kiwango kikubwa cha kemikali katika hatua hizi. Mnamo mwaka 1967, aina ya kwanza ya kikokotezo (calculator) kidogo kilichoundwa kwa saketi inayounganisha vitu vingi, vifaa vidogo vidogo vya kompyuta, zikiwemo tranzista kadhaa pamoja na vifaa vingine vya elektroniki. Katika miaka ya 1980, matumizi ya saketi zinazounganisha vitu vingi yalianza kutumika katika kompyuta.

3. II. MATUKIO MUHIMU YA TEKNOLOJIA - HABARI NA MAWASILIANO II.3. TEKNOLOJIA YA KOMPYUTA Skirini na Teknolojia ya Maonyesho (Monitor and display technologies) Mabadiliko makubwa ya mafanikio yamepatikana tokea kuanzishwa kwa maonyesho kupitia kompyuta katika miaka ya hivi karibuni. Utaalamu wa kuonekana kwa picha za rangi unaotumiwa zaidi na televisheni kutokana na matumizi ya mionzi ya cathode (cathode rays tube). Njia nyengine mbadala ya kukua kwa teknolojia ikiwemo kuvumbuliwa kwa matumizi ya vioo-bapa (flat screen) kwa matumizi ya laptop na kompyuta nyengine ndogo ndogo. Teknolojia ya matumizi ya liquid crystals displays (LCD) inayotumia kemikali ilivumbuliwa mwaka 1969. Mafanikio mengine katika nyanja hiyo ikiwemo teknolojia ya kutumia transista (transistor) nyembamba hasa katika mfumo wa maonyesho ya filamu ambapo kila picha huchezeshwa kwa kutumia transista inayojitegemea. Kemia imeboresha mfumo wa vifaa vya LCD, rangi, mwenendo wa mwangaza pamoja na matumizi ya utaalamu wa plazma (plasma) ambapo kidogo cha nishati mwangaza hutumika na pia ni nyezo muhimu ya kutunza na uhifadhi wa mazingira. Kuhifadhi taarifa (Information storage) Taarifa lazima zirikodiwe ili ziweze kutumika tena na tena zinapohitajika. Matumizi ya kemikali yamepelekea urahisi wa kurekodi taarifa na kwa ubora, urahisi katika kutumika na usiokuwa na gharama kubwa. Urahisi katika kurekodi (ikiwemo kasi, rangi na kwa uhakika zaidi), picha za filamu, rekodi za sauti pamoja na rekodi kwa njia ya dijitali ni mifano michache ya hatua zaidi katika nyanja ya hifadhi ya rekodi. Mwaka 1955, Reynold Johnson, mvumbuzi wa Kimarekani katika masuala ya kompyuta, kwa mara ya kwanza aligundua matumizi ya diski (disk drive) katika kuhifadhi data na taarifa kutoka kwenye kompyuta. Hatua nyengine kadhaa kubwa na za kimaendeleo katika sekta ya kuhifadhi taarifa imepigwa ikiwemo ile ya kugunduliwa kwa diski za kompyuta, kaseti za kurekodi (magnetic tapes) pamoja na CD-ROMs ugunduzi uliofanyika katika miaka ya 1984. Mawasiliano kwa njia ya satalaiti (Communications satellites) Hadi katika miaka ya 1960, mawasiliano kwa njia ya sauti kati ya bara la Amerika Kaskazini na sehemu nyengine za dunia ilikuwa ni ya gharama kubwa. Telstar, ilikuwa nisatalaiti ya kwanza kutumwa katika njia ya mzunguko wa dunia (orbit). Kemia imetoa mifumo ya vifaa mbali mbali kama ya metali, alloi, plastiki pamoja na vifaa vingi vingine ikiwemo vifaa vya kompyuta pamoja vifaa vingine vya elektroniki. Mawasiliano kwa njia ya satalaiti yamechangia kwa kiasi kikubwa kutanua wigo wa mawasiliano ya ndani ya nchi na ya kimataifa pamoja na televisheni katika miaka ya 1990. Sekta ya mawasiliano imechangia kwa kiasi kikubwa kutanua umuhimu utaalamu zaidi katika kompyuta ikiwemo ya matangazo ya moja kwa moja kutoka kwenye satalaiti hadi majumbani katika mfumo wa dijitali. Satalaiti ya GPS katika njia ya mzunguko wa dunia (orbit) Matengenezo ya satalaitiya GPS

4. II.MATUKIO MUHIMU YA TEKNOLOJIA - HABARI NA MAWASILIANO II. 4. Maendeleo katika sekta ya Burudani Senema (Movies) Mnamo mwaka 1927, The Jazz Singer ilikuwa ni senema ya kwanza iliyokuwa ikienda sambamba kwa kuunganishwa nyimbo pamoja na maongezi. Katika miaka ya 1930, kampuni ya Technicolor ilibadilisha mfumo wa picha zake kwa kuanzisha makala ya kwanza ya picha za rangi. Kemia ya filamu inahitaji mtiririko wa vifaa katika kufanikisha kwake zikiwemo kemikali kadhaa ambazo zitaweza kukinga na kuhimili mwangaza. Televisheni (Television) Mwaka 1926, kwa mara ya kwanza, John Logie Baird alionyesha televisheni hadharani kwa kutumia vifaa maalum vya televisheni. Sahani (disk) ya Nipkow ilipewa hatimiliki mwaka 1883. Mnamo mwaka 1927, Philo T. Farnsworth alionyesha picha za televisheni kwa kutumia mionzi ya cathode (cathode ray tube) iliyovumbuliwa mwaka 1897. Miaka 20 baadae ilikuwa ni zama za uvumbuzi wa vacuum tube katika sekta ya elektroniki na kemia imechangia kwa kiasi kikubwa katika upatikanaji wa vifaa adimu kwaajili ya elektrode (electrode) pamoja na vidhibiti vyake. Katika miaka ya 1950, uvumbuzi ulipiga hatua zaidi ikiwemo uvumbuzi wa saketi ndogo zinazounganisha vitu vingi, katika mwaka 1958. Ndani ya kipindi cha miaka 10 iliyopita, uvumbuzi uliendelea zaidi kwa kuvumbuliwa na kuboreshwa kwa vifaa vingi zaidi vya elektroniki. Sahani (disk) ya Nipkow na mvumbuzi wake Paul Nipkow wakati wa kupewa hatimiliki. Picha (Photography) Teknolojia katika picha na filamu imepelekea kurekodi matukio mengi muhimu kuusu watu pamoja na maisha kwa ujumla. Kemia imewezesha aina zote za filamu kuweza kusafishwa na kupatikana kwa picha halisi, tokea vifaa, madawa na kemikali mbali mbali zinazohusu katika shughuli hiyo pamoja udhibiti wa mwangaza katika filamu. Kuboreshwa kwa betri kumeongeza umaarufu katika matumizi ya kamera, ikiwemo uvumbuzi wa miaka ya 1950 wa betri za alkalini manganizi (alkaline manganese) kwa ajili ya kamera ndogo zilizounganishwa na taa za flashi (built-in-flash). Katika hatua nyengine ya kuweza kumudu katika masuala ya filamu, elektroniki na betri, mwaka 1963 Eastman Kodak ilitengeneza kamera yenye filamu ambapo kamera zaidi ya millioni 50 ziliuzwa katika miaka ya 1970.

5. II. MATUKIO MUHIMU YA TEKNOLOJIA – HABARI NA MAWASILIANO II. 5. Uvumbuzi wa Elektroniki Uvumbuzi wa matumizi ya elektroniki(Evolution of consumer electronics) Vifaa vya elektroniki pamoja na vifaa vingine vidogovidogo vya elektroniki (microelectronic) vimeiingiza dunia katika uvumbuzi wa vifaa vingi vipya na vya kisasa miongoni mwa hivyo ni pamoja na CD, televisheni, kompyuta, camera za dijitali. Kutoka mfumo wa kale wa vacuum tubes hadi mfumo wa transista na baadae saketi ndogo zinazounganisha vitu vingi (integrated circuit). Wahandisi kemikali wameweza kuvigeuza vifaa vya elektroniki kuwa vidogo, vyenye nguvu, zenye kutumia kiwango kidgo cha nishati na rahisi. Teknolojia ya ugunduzi wa vifaa vipya, mpango wa kuchuja na kusafisha vifaa vilivyotumika, ugunduzi na matumizi ya vitoa moto (semiconductors) imepelekea kuvumbuliwa kwa vifaa kama transista na saketi ndogo zinazounganisha vitu vingi na baadae kuunganishwa katika mfumo mkubwa saketi ndogo za elektroniki zinazounganisha vitu vingi ili kuweza kutoa nafasi kwa vifaa vingi vya elektroniki kuweza kuunganishwa pamoja. Teknolojia ya kutengeneza vifaa mbadala – vya plastiki(Advanced synthetic materials) Matumizi ya vifaa vya elektroniki, simu za mikononi na kompyuta hutegemea vifaa madhubuti, vya uhakika na vifaa vya plastiki visivyoshika moto kwa urahisi ili kuweza kulinda vifaa muhimu na tete vya elektroniki. Plastiki ni muhimu sana katika vifaa vya elektroniki kutokana na uwezo wake wa kutoshika moto, mtiririko wa elektroni ambazo hupelekea kupatikana kwa umeme hauwezi kupenya kirahisi katika vifaa vya plastiki. Katika kuidhibiti hali hii wahandisi kemia na wanakemia wamefanikiwa kutengeneza vifaa vipya, vya uhakika na bora zaidi. Mafanikio hayo yamewezesha kupatikana vifaa vya kiusalama na vya kujihami zaidi, kupunguza uzito pamoja na kupunguza gharama kwa mtumiaji. Transista (Transistors) Ni vifaa vidogo sana lakini hufanya kazi kubwa, kwa ufanisi na kwa uhakika zaidi, huitwa transista, vina kazi ya kuruhusu maingiliano baina ya kompyuta na mawasiliano kwa uhakika zaidi kuliko njia nyengine zote zilizowahi kuvumbuliwa. Mnamo mwaka 1947, John Bardeen, Walter Brattain na William Shockley walivumbua transista kuchukua nafasi ya mzigo mkubwa, tete na mzito wa vacuum tubes ambao ulitumika katika kuongeza sauti na kuonyesha ishara. Transista pamoja na saketi ndogo zinazounganisha vitu vingi (ambazo hujengwa kwa mamilioni ya transista) imetumika kama ndio msingi wa maendeleo ya mfumo wa kisasa wa elektroniki. Mnamo mwaka 1954, redio ya kwanza yenye kutumia transista ilivumbuliwa na mwaka 1958, Mhandisi wa umeme kutoka Marekani Seymour Cray alifanikiwa kuboresha kompyuta yanye kutumia transista. Wavumbuzi wa transista