Satélites de comunicações

II. AVANÇOS TECNOLÓGICOS EM INFORMÁTICA E COMUNICAÇÕES
II. 1. Progressos em Comunicações
O desenvolvimento do telefone
Desde que Alexandre Graham Bell inventou o telefone
em 1876, este se tornou uma marca da vida moderna,
oferecendo conexões quase que instantâneas ao redor
do mundo. A primeira conversação bidirecional de viva
voz foi transmitida através do Oceano Atlântico em 1926,
e o serviço de telefone comercial (usando o rádio)
começou entre Nova Iorque e Londres em 1927. A AT&T
lançou o serviço de telefone internacional em 1935.
Serviços de telefonia transoceânica começou a ser feito
via cabos submarinos em 1956 e desde 1962, por
satélites de comunicações. Os engenheiros químicos de
hoje trouxeram-nos de fios de cobre à fibra ótica, de
centrais telefônicas aos satélites, de conversões
telefônicas com vários telefones à Internet.
Central
telefônica
Comunicação sem fio
Telefones celulares e pagers dependem de circuitos
integrados,
materiais
avançados
e
técnicas
de
miniaturização melhoradeos pela química. A AT&T Labs
desenvolveu telefones celulares de carro na década de
1940, mas estes não se tornaram populares devido à falta de
canais de comunicações. A década de 1980 trouxe um
grande avanço quando as comunicações sem fios foram
divididas em uma série de células que automaticamente
mudavam à medida que os telefones se moviam, de forma
que cada célula podia ser reutilizada. Telefones celulares
rapidamente se tornaram populares. A química também
desempenhou um papel importante no desenvolvimento de
baterias de lítio iônico recarregáveis para telefones celulares.
Tecnologia de fac-símile e fotocópia
Embora o inventor alemão Arthur Korn transmitiu
eletronicamente as imagens primeiros em 1902, a primeira
máquina de fax só funcionou em 1924. Ela continha circuitos
de telefone adaptados para transmissão de imagem usando
telefotografia: uma transparência fotográfica era escaneada em
sinais eléctricos que indicavam os tons da imagem. Esses
dados eram transmitidos por telefone para uma folha de filme
fotográfico negativo e, em seguida, desenvolvidos em ambiente
escuro. Em 1949, foi lançada uma fotocopiadora que permitiu a
réplica exata de uma imagem. Inovações químicas em
tecnologia de fac-símile, incluindo novos toners e tintas,
tecnologia de papel avançada e tecnologia de fotorreceptor
orgânico, foram introduzidas na década de 1970.
Telefotografia
Laser e fibra óptica
As fibras de vidro puro que fazem parte da infraestrutura de transmissão de informações com uso de
laser
é
um
avanço
técnico
revolucionário.
Pesquisadore(a)s químico(a)s inventaram a primeira
fibra ótica em 1970. Subsequentemente, fibras óticas
foram fabricadas e instaladas em componentes
integrados. O primeiro sistema otico a transmitir voz,
dados e serviço de vídeo em rede foram instalado em
1977. Atualmente, um único cabo de fibra óptica pode
transmitir milhões de chamadas telefônicas, arquivos
de dados e imagens de vídeo.
II. AVANÇOS TECNOLÓGICOS EM INFORMÁTICA E COMUNICAÇÕES
II.2.a Tecnologia de Computador
Evolução dos computadores
A engenharia química tem contribuido para a revolução na
tecnologia de computação e continua a fazer com que os
computadores sejam cada vez mais rápidos, mais relevantes
e mais financeiramente acessíveis. Em 1939, o primeiro
computador electrônico foi inventado na Universidade do
Estado de Iowa. Calculadoras programáveis com números
binários e lógica booleana começaram a aparecer na década
de 1940. Em 1946, ENIAC, o primeiro computador digital
eletrônico, entrou em operação e o primeiro minicomputador
estreou em 1962. Em 1971, a Intel introduziu seu
microprocessador de 4 bits, o 4004, o qual se tornou popular
e permitiu a expansão do mercado de computadores
pessoais. Atualmente, a inovação continua nas áreas de
transistores, chips de silício, componentes integrados,
dispositivos de armazenamento de dados e materiais
avançados.
Um semicondutor de tipo p
(falta de elétrons)
Um semicondutor de tipo n
(excesso de elétrons)
John von
Neumann e o
ENIAC
ENIAC
Tecnologia de semicondutores
A química torna possível transformar silício e germânio em
semicondutores que são essenciais para os computadores,
eletrodomésticos e dispositivos de comunicação de hoje.
Semicondutores, ao contrário de metais, são materiais que
aumentam a condutividade em temperaturas elevadas. Esses
semicondutores são tratados para criar um excesso ou falta de
elétrons. Chips de computador e circuitos integrados são feitos
de materiais semicondutores. Os semicondutores permitem
que componentes eletrônicos sejam menores, mais rápidos e
mais eficientes. Químicos na indústria de semicondutores
fornecem controle de qualidade de componentes, otimização
de processos, solução de problemas e inovações em
dispositivos microelectronicos.
Chips de silício e circuitos integrados
Em 1947, os pesquisadores John Bardeen, William
Shockley e Walter Brattain demonstraram que o fluxo de
electricidade através de silício poderia ser controlado
seletivamente. A criação subsequente de chips de silício,
circuitos integrados e microprocessadores tornaram
possível os computadores de hoje com sua alta velocidade
e eficiencia. Chips de silício (1961) consistem em
transístores, resistências, condensadores e chips de
memória construídos em camadas sobre placas de silício,
que em seguida são expostos a um processo químico de
várias etapas. Em 1967, a primeira calculadora de mão foi
criada usando um circuito integrado, um pequeno
dispositivo electrônico que contém muitos transístores e
outros componentes electrónicos. Na década de 1980,
circuitos integrados são aplicados a computadores.
II. AVANÇOS TECNOLÓGICOS EM INFORMÁTICA E COMUNICAÇÕES
II.2.b Tecnologia de Computador
Tecnologias de monitor e displays
Os últimos anos teem presenciado melhoramentos dramáticos na
tecnologia de display de computadores. Monitores de alta
resolução baseiam-se em tubos de raios catódicos usados em
aparelhos de televisão. Outras tecnologias de display incluem
monitores de tela plana inicialmente desenvolvidos para
computadores laptop e notebook. Displays de cristais líquidos
(LCD) baseados em produtos químicos orgânicos foram
inventados em 1969. Desenvolvimentos posteriores incluem
displays de cristal líquido com transístores em filme-fino onde
cada elemento da imagem é controlado por seu próprio transistor.
Químicos desenvolveram materiais de cristal líquido, filtros de cor,
camadas de alinhamento polimérica, paineis plásticos de
distribuição de luz e tecnologia de display de plasma.
Armazenamento de informações
Informações devem ser gravadas para que possam ser
posteriormente usadas e manipuladas. Inovações químicas
garantem que o meio de gravação seja de alta qualidade, facil de
usar e barato. Progressos na capacidade de gravação (resolução
e velocidade mais elevadas, e mais cor), filmes fotográficos,
gravações magnéticas de áudio e geração de imagens digitais
também trouxeram avanços nos vários dispositivos de gravação.
Em 1955, Reynold Johnson, um inventor americano e pioneiro em
computadores, desenvolveu a primeira unidade de disco (“drive”)
para armazenar dados em computadores. Muitos avanços
posteriores foram feitos, especialmente em discos de computador,
fitas magnéticas e CD-ROMs (1984).
Satélites de
GPS em órbita
Fabricação de
satélites de GPS
Satélites de comunicações
Até a década de 60, comunicações de um
continente para outro eram muito caras. Em 1962,
o Telstar, o primeiro satélite de comunicações ativo
do mundo, foi posto em órbita. A química forneceu
os materiais estruturais (ligas metálicas, plásticos
e outros materiais avançados), computadores e
componentes electrónicos e a tecnologia de
combustível necessária para lançar esses
satélites.
Os
satélites
de
comunicações
desempenharam um papel importante na
expansão das ligações de longa distância nacional
e internacional e das transmissões de televisão
até a década de 1990. Atualmente, os satélites de
comunicações desempenham um papel crescente
nas transmissões de televisão, incluindo
transmissões directas para antenas parabólicas
residenciais com televisão digital.
II. AVANÇOS TECNOLÓGICOS EM INFORMÁTICA E COMUNICAÇÕES
II. 3. Desenvolvimentos em Entretenimento
Cinema
Em 1927, “Jazz Singer” tornou-se o primeiro filme de longametragem com sincronização de canto e diálogo. Na década
de 1930, os processos envolvidos no “Technicolor” foram
refinados e os primeiros filmes coloridos tornaram-se
populares. A química de filmes envolveu uma série de avanços
envolvendo materiais básicos, soluções químicas e exposição
à luz.
O disco de Nipkow e seu
inventor, Paul Nipkow, no
ano em que foi patenteabdo
Televisão
Em 1926, o escocês John Logie Baird mostrou, pela primeira
vez em público, imagens de televisão usando um sistema
mecânico de televisão, o disco de Nipkow, patenteado em
1883. Em 1927, Philo T. Farnsworth transmitiu pela primeira
vez imagem de televisão usando um tubo de raios catódicos
(inventado em 1897). Os vinte anos que se seguiram foi a era
das válvulas a vácuo em electrónica e a ciência química
contribuiu nos materiais dos eléctrodos e nos elementos de
controle dentro das válvulas. Na década de 1950, muitas
inovações foram feitas, incluindo o circuito integrado (1958).
As décadas seguintes trouxeram dispositivos de imagem
sólidos, miniaturização e várias melhorias em electrônica.
Fotografia
Tecnologia de fotografia e filme permitem-nos registar experiências
e a pessoas importantes em nossas vidas. A ciência química
desenvolveu filmes para todos os tipos de câmeras com
progressos envolvendo materiais básicos, várias soluções
químicas e exposição à luz. Melhorias em baterias também
contribuíram para a popularidade da câmara, incluindo as baterias
alcalinas de manganês de 1950 para câmaras pequenas com
unidade de flash interna. A abilidade de manipular o filme, a
eletrônica e as baterias levaram à introdução de 1963 de câmera
Instamatic da Eastman Kodak com cartucho de filme, a qual se
tornou popular e vendeu mais de 50 milhões de unidades até 1970.
II. AVANÇOS TECNOLÓGICOS EM INFORMÁTICA E COMUNICAÇÕES
II. 4. Inovações em Electrônica
Evolução da electrônica de consumo
Materiais eletrônicos e dispositivos microelectrônicos são o
coração de inúmeros produtos modernos, como CD players,
televisores, computadores, câmeras digitais e dispositivos sem
fio. De válvulas-a-vácuo aos transístores e aos circuitos
integrados, os engenheiros químicos contribuiram para que os
equipamentos eletrônicos se tornassem cada vez menores,
mais eficientes e mais baratos. Novos materiais, processos de
produção de materiais altamente purificados e processos para a
construção de semicondutores resultaram em componentes,
tais como transistores e circuitos integrados, que podem ser
montados em circuitos electrônicos complexos para fornecer
novos recursos para uma vasta gama de dispositivos
electrônicos.
Materiais sintéticos avançados
Eletrodomésticos, telefones celulares e computadores
pessoais dependem de plásticos duros, resistentes, e
isolantes para proteger os componentes eletrônicos
sensíveis. Plásticos são essenciais em aplicações
eletrônicas porque são isolantes; o fluxo de elétrons que
formam as correntes eléctricas não podem penetrar
facilmente as estruturas moleculares dos plásticos. Por meio
da manipulação das estruturas moleculares e da crianção de
novas moléculas, químicos e engenheiros produzem novos
materiais que são ao mesmo tempo resistentes e flexíveis.
Esses avanços melhoraram a resistência ao impacto, e
reduziram o peso total dos equipamentos bem como o custo
de bens de consumo.
Os inventores do
transistor
Transístores
Foi um componente electrónico minúsculo e confiável,
chamado transistor, que permitiu o casamento de
computadores com comunicação, mais do que qualquer
outro avanço. Em 1947, John Bardeen, Walter Brattain e
William Shockley inventaram o transistor e este
gradualmente substituiu as válvulas volumosas e frágeis
que tinham sido usados para ampliar e permutar sinais.
O transistor e os circuitos integrados que se seguiram
(os quais contêm milhões de transístores) serviram de
base para o desenvolvimento da eletrônica moderna. Em
1954, o popular rádio transistor foi introduzido e em
1958, um engenheiro elétrico americano, Seymour Cray,
desenvolveu um computador transistorized.