1. II. 1. Areng kommunikatsioonis Telefoni väljatöötamine Telefon on pärast leiutamist Alexander Graham Belli poolt 1876. aastal muutunud kaasaegse elu üheks nurgakiviks, pakkudes võimalust luua ühendusi igast maailma punktist. Esimene edukas mõlemapoolse heli edastamisega telefonikõne üle Atlandi ookeani leidis aset 1926. aastal ning üldkasutatav raadiosidel põhinev telefoniteenus New Yorgi ja Londoni vahel seati sisse aasta hiljem. Üleüldine rahvusvaheline telefonivõrk seati sisse 1935. aastal. 1956. aastal võttis kontinentidevahelise telefoniside juhtimise üle veealune kaablitevõrgustik ning 1962. aastal satelliitside. Edusammud keemias on meid toonud vasktraatide juurest kiudoptiliste kaabliteni, lülituskilpide juurest sattelliitideni ning paralleelliinide juurest internetini. Juhtmevaba kommunikatsioon Mobiiltelefonid ja piiparid põhinevad mikroskeemidel, kõrgetasemelistel materjalidel ja keemiateaduse poolt toetatud seadmete mõõtmete vähenamisel. AT&T laboratooriumites töötati mobiilsed autotelefonid välja juba 1940ndatel aastatel, kuid need osutusid kommunikatsioonikanalite puuduse tõttu ebapopulaarseiks. 1980ndad tõid endaga kaasa aga suure murrangu – juhtmevaba ühenduse automaatse ümberlülitamise avastamise ning järgneva mobiiltelefonide populaarsuse plahvatusliku kasvu. Mobiiltelefonide loomisel on keemiateadusel olnud märkimisväärne roll taaslaetavate liitiumioonakude väljatöötamisel. Faks ja kuivpaljundus Kuigi esimene elektrooniline pildiedastus viidi läbi 1902. aastal Saksa leiutaja Arthur Korni poolt, ilmus faksiaparaat laiema avalikkuse ette alles 1924. aastal. See kasutas pildimaterjali edastamiseks telefonivõrku: fotoslaidi erinevad toonid skaneeriti elektrilisteks signaalideks, mis tähistasid selle erinevaid toone. Saadud info edastati telefoniside abil fotonegatiivile, mis seejärel pimikus ilmutati. 1949. aastal loodi kuivpaljundusaparaat ehk kserograaf, mis võimaldas piltidest täpseid 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 tänapäeval laseri poolt tekitatavate valgussignaalide edastamiseks kasutatakse, võib lugeda revolutsiooniliseks tehnosaavutuseks. Keemikud leiutasid kiudoptika 1970. aastal. Esimene valguskiirgusel põhinev infoedastussüsteem heli, andmete ning video saatmiseks paigaldati 1977. aastal. Tänapäeval võib üksainus kiudoptiline kaabel edastada miljoneid telefonikõnesid, andmefaile ja videopilte. Telefotograafia Lülituskilp II. TEHNOLOOGIA EDUSAMMUD INFORMAATIKAS JA KOMMUNIKATSIOONIS

2. Arvutite areng Edusammud keemias on tugevalt toetanud arvutite revolutsioonilist arengut, liikudes jätkuvalt nende kiiremaks, võimsamaks ja taskukohasemaks muutmise suunas. Esimene elektrooniline arvuti loodi 1939. aastal Iowa Ülikoolis. Binaarsüsteemis programmeeritavad kalkulaatorid ja Boole’i loogiliste operatsioonide süsteem ilmuvad 1940ndatel aastatel. Esimene elektrooniline digitaalarvuti ENIAC rakendati töösse 1946. aastal ning esimene miniarvuti tuli turule 1962. aastal. 1971. aastal tutvustas Intel oma populaarset 4-bitist 4004 mikroprotsessorit, mille tulemusena laienes personaalarvutite turg plahvatuslikult. Täna jätkatakse täiendustega transistorites, ränikiipides, mikroskeemides, andmesalvestusseadmetes ning kõrgtasemelistes materjalides. Pooljuhid Keemia-alase tehnoloogia abil muudetakse räni ja germaanium tänapäeva arvuteid, lisaseadmeid ja kommonikatsioonivahendeid energiaga varustavateks pooljuhtideks. Erinevalt metallidest on pooljuhtide näol tegemist selliste materjalide klassiga, mille voolujuhtivus temperatuuri tõustes järsult suureneb. Antud materjale kasutatakse arvutites kiipide ja mikroskeemide valmistamisel. Pooljuhid võimaldavad toota väiksemaid, kiiremaid ning energiasäästlikumaid elektroonilisi komponente. Pooljuhtidega töötavad keemikud rakendavad oma toodangule ranget kvaliteedikontrolli, oprimeerimisprotsesse ja defektide välistamist ning töötavad mikroelektrooniliste seadmete uuendamise suunas. Ränikiibid ja mikroskeemid 1947. aastal demonstreerisid John Bardeen, William Shockley ja Walter Brattain eletkrivoolu valikulise kontrollimise võimalikkust ränis. Järgnenud ränikiipide, mikroskeemide ja –protsesside loomine tegi võimalikuks kaasaegsete arvutite väljatöötamise. 1961. aastal loodud ränikiibid koosnevad transistoritest, takistitest, kondensaatoritest ja mälukiipidest, mis on integreeritud räni toorikkristallide kihtidele ning töödeldud seejärel mitmeetapilise keemilise protseduuriga. 1967. aastal loodi mikroskeeme rakendades esimene taskukalkulaator. 1980ndatel rakendati mikroskeeme juba arvutites. John von Neumann ja ENIAC II.2. Arvutid ENIAC N-tüüpi pooljuht (elektronide küllasus) P-tüüpi pooljuht (elektronide vähesus)

3. II. TEHNOLOOGIA EDUSAMMUD INFORMAATIKAS JA KOMMUNIKATSIOONIS II.3. Infotehnoloogia Monitorid ja kuvamistehnoloogia Viimastel aastatel on toimunud dramaatilised uuendused arvutite kuvamistehnoloogias. Kõrgresolutsiooniga värvimonitorid põhinevad telerites kasutatud elektronkiiretorul. Uuemateks alternatiivideks olid lameekraanid, mida eelkõige sülearvutite puhul kasutama hakati. Vedelkristallmonitorid (LCD) baseeruvad orgaanilistel kemikaalidel, mis leiutati 1969. aastal. Järgnevad arendused hõlmasid vedelkristallmonitore, milles iga pildielementi kontrollib individuaalne transistor. Keemikute panuseks kuvamistehnoloogia arengus võib lugeda vedelkristallmaterjalide, plasmakuvarite, värvifiltrite, spetsiifiliste polümeeride ja vormitud plastikust valgusjaotuslehtede väljatöötamist. Info talletamine Informatsiooni salvestamisel on eesmärgiks tagada selle kõrge kvaliteet ja kasutamislihtsus võimalikult mõõdukate kulutuste juures. Läbimurded on aset leidnud nii salvestustehnika erinevate aspektide (kõrgem resolutsioon, suurem kiirus, kvaliteedi säilitamine), kui ka fotofilmide, magneetiliste helisalvestusseadmete ja digitaalse pilditehnika arengus, võimaldades kõrgetasemelisemat info talletamist. 1955. aastal töötas Ameerika leiutaja ja arvutipioneer Reynold Johnson välja esimese arvutites info talletamiseks kasutatava kettaseadme, millele järgnes ajapikku mitmeid erinevaid alternatiive. Sidesatelliidid Kuni 1960ndate aastateni oli kõne edastamine üle pikkade vahemaade üpris kulukas. 1962. 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 otseülekannete ning digitelevisiooni puhul. GPS satelliitide orbiidid ümber Maa GPS satelliitide tootmine

4. II. TEHNOLOOGIA EDUSAMMUD INFORMAATIKAS JA KOMMUNIKATSIOONIS Filmid Esimeseks sünkroniseeritud muusika ja kõnega täispikaks filmiks oli The Jazz Singer 1927. aastal. Hilisteks 1930ndateks oli Technicolor oma tootmisprotsesse sel määral lihvinud, et suutis välja anda esimese värvifilmi. Keemia rolliks olid taas läbimurded filmimaterjalides, spetsiaalsete lahuste väljatöötamises ning ilmutamistehnikates. Televisioon 1926. aastal presenteeris šotlane John Logie Baird esimest korda oma mehaanilist televisioonisüsteemi – Nipkowi ketast –, mille ta patenteeris juba 1883. aastal. Järgmisel aastal edastas Philo T. Farnsworth oma 1897. aastal leiutatud elektronkiiretoru abil juba telepilti. Järgnevad 20 aastat valitses antud leiutis elektroonikas ning keemia toetas selle arengut elektroodide tarbeks unikaalsete materjalide ning torus asuvate kontrollelementide arendamisega. 19458. aastaks oli loodud juba mikroskeem, mis tõi telerite ehitusse mitmeid uuendusi. Järgnevad kümnendid tõid endaga kaasa muutusi nii telerite mõõtmetes kui kui mitmetes tehnilistes aspektides. Fotograafia Fotograafia ning videosalvestus võimaldavad 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 väikestele sisseehitatud välguga fotoaparaatidele mõeldud leelismangaanpatarei. 1963. aastaks oli tehnoloogia juba niivõrd kaugele arenenud, et loodi Eastman Kodaki populaarne filmikassetiga fotokaamera Instamatic. 1970. aastaks oli seda müüdud juba 50 miljonit eksemplari. Nipkowi ketas ja selle leiutaja Paul Nipkow oma seadme patenteerimisaastal II. 4. Meelelahutus

5. II. TEHNOLOOGIA EDUSAMMUD INFORMAATIKAS JA KOMMUNIKATSIOONIS II. 5. Innovatsioonid elektroonikas Elektroonikaseadmete areng Elektroonilised materjalid ning mikroelektroonilised seadmed on lugematute kaasaegsete toodete, näiteks CD-mängijate, televiisorite, arvutite ning juhtmeta seadmete tuumaks. Elektronkiiretorudest transistorite ja mikroskeemideni – keemikud ja insenerid on püsivalt panustanud elektroonikaseadmete väiksemaks, võimsamaks, energia- säästlikumaks ning taskukohasemaks muutmisele. Uued materjalid ja protseduurid äärmiselt puhaste materjalide ning pooljuhtide tootmiseks on andnud tulemuseks uudseid komponente nagu transistoreid ja mikroskeeme, millest on võimalik koostada keerukaid elektriringe mitmete erinevate elektroonikaseadmete valmistamiseks. Kõrgetasemelised sünteetilised materjalid Igapäevaelektroonika, mobiiltelefonid ja personaalarvutid toetuvad tugevalt tugevaile, vastupidavaile ja elektrit isoleerivaile plastikutele, mis tundlikke elektroonilisi komponente kaitsevad. Plastikud on oma elektrit isoleeriva võime tõttu elektroonikatööstuses äärmiselt olulised. Elektronide voog, mis vooluringi moodustab, ei suuda plastiku molekulaarstruktuuri läbistada. 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 ühises arengus oli tilluke transistor. Leiutatud 1947. aastal John Bardeeni, Walter Brattaini ja William Shockley poolt, võttis see kiiresti üle signaalide võimendamise ning ümberlülitamise erinevates seadmetes. Transistorid ning järgnenud miksoskeemid, mis sisaldavad miljoneid transistoreid, panid aluse kaasaegse elektroonika arengule. 1954. aastaks oli turule toodud transistorraadio ning 1958. aastaks oli Ameerika elektroonikainsener Seymour Cray transistoreid rakendanud juba arvutites. Transistori leiutajad