Pechar anuncio

Pouco antes do lanzamento do primeiro iPhone, Steve Jobs convocou aos seus empregados e estaba furioso pola cantidade de arañazos que apareceron no prototipo que estaba a usar despois dunhas semanas. Estaba claro que non era posible utilizar vidro estándar, polo que Jobs uniuse á empresa de vidro Corning. Non obstante, a súa historia remóntase ao século pasado.

Todo comezou cun experimento fallido. Un día de 1952, o químico de Corning Glass Works Don Stookey probou unha mostra de vidro fotosensible e colocouno nun forno a 600 °C. Non obstante, durante a proba produciuse un erro nun dos reguladores e a temperatura subiu ata os 900 °C. Stookey esperaba atopar un terrón de vidro fundido e un forno destruído despois deste erro. En cambio, descubriu que a súa mostra se convertera nunha lousa branca leitosa. Cando tentaba agarrala, as pinzas esvararon e caeron ao chan. En lugar de esnaquizar no chan, rebotou.

Don Stookey non o sabía daquela, pero acababa de inventar a primeira vitrocerámica sintética; Corning máis tarde chamou a este material Pyroceram. Máis lixeiro que o aluminio, máis duro que o aceiro con alto contido de carbono e moitas veces máis resistente que o vidro de soda-cal común, pronto atopou uso en todo, desde mísiles balísticos ata laboratorios químicos. Tamén se utilizou nos fornos de microondas, e en 1959 Pyroceram entrou nas casas en forma de utensilios de cociña CorningWare.

O novo material foi unha gran vantaxe financeira para Corning e permitiu o lanzamento do Proxecto Muscle, un esforzo de investigación masivo para atopar outras formas de endurecer o vidro. Un avance fundamental produciuse cando os investigadores elaboraron un método para reforzar o vidro mergullándoo nunha solución quente de sal de potasio. Descubriron que cando engadiron óxido de aluminio á composición de vidro antes de mergulla na solución, o material resultante era notablemente forte e duradeiro. Os científicos pronto comezaron a tirar ese vidro endurecido dende o seu edificio de nove pisos e bombardear o vidro, coñecido internamente como 0317, con galiñas conxeladas. O vidro podía dobrarse e torcerse a un grao extraordinario e tamén resistía unha presión duns 17 kg/cm. (O vidro común pode ser sometido a unha presión duns 850 kg/cm.) En 1, Corning comezou a ofrecer o material baixo o nome de Chemcor, crendo que atoparía aplicacións en produtos como cabinas telefónicas, fiestras de prisións ou lentes.

Aínda que ao principio houbo moito interese polo material, as vendas foron baixas. Varias empresas fixeron pedidos de lentes de seguridade. Non obstante, estes pronto foron retirados debido á preocupación pola forma explosiva en que o cristal podería romperse. Chemcor aparentemente podería converterse no material ideal para os parabrisas dos automóbiles; aínda que apareceu nalgúns AMC Javelins, a maioría dos fabricantes non estaban convencidos dos seus méritos. Non crían que Chemcor pagase a pena o aumento dos custos, especialmente porque usaban con éxito vidro laminado desde a década de 30.

Corning inventou unha custosa innovación que a ninguén lle importaba. Certamente non foi axudado polas probas de choque, que demostraron que cos parabrisas "a cabeza humana mostra desaceleracións significativamente máis altas": o Chemcor sobreviviu ileso, pero o cranio humano non.

Despois de que a compañía tentase vender o material sen éxito a Ford Motors e outros fabricantes de automóbiles, o Proxecto Muscle rematou en 1971 e o material de Chemcor acabou no xeo. Era unha solución que había que esperar polo problema correcto.

Estamos no estado de Nova York, onde se atopa o edificio da sede de Corning. O director da empresa, Wendell Weeks, ten o seu despacho no segundo andar. E é precisamente aquí onde Steve Jobs encargoulle aos entón cincuenta e cinco anos de idade Weeks unha tarefa aparentemente imposible: producir centos de miles de metros cadrados de vidro ultrafino e ultrarresistente que non existía ata agora. E dentro de seis meses. A historia desta colaboración, incluíndo o intento de Jobs de ensinar a Weeks os principios de como funciona o vidro e a súa crenza de que se pode acadar o obxectivo, é ben coñecida. Xa non se sabe como o conseguiu Corning.

Weeks incorporouse á firma en 1983; antes de 2005, ocupou o primeiro posto, supervisando a división de televisión así como o departamento de aplicacións especializadas especiais. Pregúntalle polo vidro e diráche que é un material fermoso e exótico, cuxo potencial apenas comezan a descubrir hoxe os científicos. Entusiasmará coa súa "autenticidade" e o seu agradable tacto, só para falarche das súas propiedades físicas despois dun tempo.

Weeks and Jobs compartía unha debilidade polo deseño e unha obsesión polos detalles. Ambos foron atraídos por grandes desafíos e ideas. Desde o lado da dirección, porén, Jobs era un pouco ditador, mentres que Weeks, pola súa banda (como moitos dos seus predecesores en Corning), apoia un réxime máis libre sen demasiado respecto á subordinación. "Non hai separación entre min e os investigadores individuais", di Weeks.

E, de feito, a pesar de ser unha gran empresa -tiña 29 empregados e 000 millóns de dólares en ingresos o ano pasado- Corning segue actuando como unha pequena empresa. Isto é posible pola súa distancia relativa do mundo exterior, unha taxa de mortalidade que rolda o 7,9% cada ano e tamén pola famosa historia da compañía. (Don Stookey, agora de 1 anos, e outras lendas de Corning aínda se poden ver nos corredores e laboratorios da instalación de investigación de Sullivan Park.) "Todos estamos aquí de por vida", sorrí Weeks. "Coñecémonos aquí dende hai moito tempo e vivimos moitos éxitos e fracasos xuntos".

Unha das primeiras conversas entre Weeks e Jobs en realidade non tiña nada que ver co vidro. Naquel momento, os científicos de Corning traballaban na tecnoloxía de microproxección, máis concretamente, unha mellor forma de usar láseres verdes sintéticos. A idea principal era que a xente non quere mirar unha pantalla en miniatura no seu teléfono móbil todo o día cando quere ver películas ou programas de televisión, e a proxección parecía unha solución natural. Non obstante, cando Weeks discutiu a idea con Jobs, o xefe de Apple descartouno por unha tontería. Ao mesmo tempo, mencionou que está a traballar en algo mellor: un dispositivo cuxa superficie está formada enteiramente por unha pantalla. Chamábase iPhone.

Aínda que Jobs condenou os láseres verdes, representan a "innovación pola innovación" tan característica de Corning. A empresa respecta tanto a experimentación que inviste un respetable 10% dos seus beneficios en investigación e desenvolvemento cada ano. E nos bos e malos momentos. Cando a ominosa burbulla das puntocom estalou en 2000 e o valor de Corning caeu de 100 dólares por acción a 1,50 dólares, o seu CEO asegurou aos investigadores non só que a investigación aínda estaba no corazón da empresa, senón que era a investigación e o desenvolvemento o que a mantivo. devolver ao éxito.

"É unha das poucas empresas de base tecnolóxica que é capaz de reenfocarse de forma regular", di Rebecca Henderson, profesora da Harvard Business School que estudou a historia de Corning. "Isto é moi fácil de dicir, pero difícil de facer parte dese éxito reside na capacidade non só de desenvolver novas tecnoloxías, senón tamén de descubrir como comezar a producilas a gran escala". Aínda que Corning teña éxito en ambas as dúas formas, moitas veces poden levar décadas atopar un mercado axeitado e suficientemente rendible para o seu produto. Como di o profesor Henderson, a innovación, segundo Corning, moitas veces significa tomar ideas fallidas e usalas para un propósito completamente diferente.

A idea de quitar o po das mostras de Chemcor xurdiu en 2005, antes de que Apple entrase no xogo. Nese momento, Motorola lanzou o Razr V3, un teléfono móbil que usaba vidro en lugar da típica pantalla de plástico duro. Corning formou un pequeno grupo encargado de ver se era posible revivir o vidro Tipo 0317 para o seu uso en dispositivos como teléfonos móbiles ou reloxos. As antigas mostras de Chemcor tiñan uns 4 milímetros de espesor. Quizais poderían ser reducidos. Despois de varias enquisas de mercado, a dirección da empresa convenceuse de que a empresa podía gañar un pouco de diñeiro con este produto especializado. O proxecto foi chamado Gorilla Glass.

En 2007, cando Jobs expresou as súas ideas sobre o novo material, o proxecto non chegou moi lonxe. Apple precisaba claramente grandes cantidades de vidro endurecido químicamente de 1,3 mm de grosor, algo que ninguén creara antes. Podería Chemcor, que aínda non se produciu en serie, estar ligado a un proceso de fabricación que poida satisfacer a demanda masiva? É posible fabricar un material orixinalmente destinado ao vidro de automoción ultrafino e ao mesmo tempo manter a súa resistencia? Será efectivo o proceso de endurecemento químico para tal vidro? Naquel momento, ninguén sabía a resposta a estas preguntas. Entón, Weeks fixo exactamente o que faría calquera CEO reacio ao risco. El dixo que si.

Para un material tan notorio que é esencialmente invisible, o vidro industrial moderno é notablemente complexo. O vidro de soda-cal común é suficiente para a produción de botellas ou lámpadas, pero é moi inadecuado para outros usos, xa que pode romperse en anacos afiados. O vidro de borosilicato como o Pyrex é excelente para resistir o choque térmico, pero derretilo require moita enerxía. Ademais, só hai dous métodos polos que se pode producir en masa o vidro: a tecnoloxía de extracción por fusión e un proceso coñecido como flotación, onde o vidro fundido se vierte sobre unha base de estaño fundido. Un dos retos aos que se ten que enfrontar a fábrica de vidro é a necesidade de adecuar unha nova composición, con todas as características necesarias, ao proceso de produción. Unha cousa é crear unha fórmula. Segundo el, o segundo é facer o produto final.

Independentemente da composición, o compoñente principal do vidro é a sílice (tamén coñecida como area). Dado que ten un punto de fusión moi elevado (1 °C), para baixalo úsanse outros produtos químicos, como o óxido de sodio. Grazas a iso, é posible traballar co vidro con máis facilidade e tamén producilo máis barato. Moitos destes produtos químicos tamén lle confiren propiedades específicas ao vidro, como a resistencia aos raios X ou ás altas temperaturas, a capacidade de reflectir a luz ou dispersar as cores. Non obstante, xorden problemas cando se cambia a composición: o máis mínimo axuste pode producir un produto radicalmente diferente. Por exemplo, se utilizas un material denso como o bario ou o lantano conseguirás unha redución do punto de fusión, pero corres o risco de que o material final non sexa completamente homoxéneo. E cando reforzas o vidro, tamén aumentas o risco de fragmentación explosiva se rompe. En resumo, o vidro é un material rexido polo compromiso. É precisamente por iso que as composicións, e sobre todo as afinadas a un proceso de produción específico, son un segredo tan gardado.

Un dos pasos fundamentais na produción de vidro é o seu arrefriamento. Na produción en masa de vidro estándar, é esencial arrefriar o material de forma gradual e uniforme para minimizar a tensión interna que, doutro xeito, faría que o vidro se rompa máis facilmente. Con vidro temperado, en cambio, o obxectivo é engadir tensión entre as capas interior e exterior do material. O temperado do vidro pode, paradoxalmente, facer o vidro máis forte: primeiro quéntase ata que se suaviza e despois a súa superficie exterior arrefríase bruscamente. A capa exterior encolle rapidamente, mentres que o interior permanece aínda fundido. Durante o arrefriamento, a capa interior tenta encollerse, actuando así sobre a capa exterior. Créase unha tensión no medio do material mentres a superficie se densifica aínda máis. O vidro temperado pódese romper se atravesamos a capa de presión exterior ata a zona de tensión. Non obstante, mesmo o endurecemento do vidro ten os seus límites. O aumento máximo posible da resistencia do material depende da velocidade da súa contracción durante o arrefriamento; a maioría das composicións encolle só lixeiramente.

A relación entre compresión e tensión é mellor demostrada polo seguinte experimento: ao verter vidro fundido en auga xeada, creamos formacións en forma de bágoas, a parte máis grosa das cales é capaz de soportar enormes cantidades de presión, incluíndo golpes de martelo repetidos. Non obstante, a parte delgada ao final das gotas é máis vulnerable. Cando o rompamos, a canteira voará por todo o obxecto a unha velocidade superior a 3 km/h, liberando así a tensión interna. Explosivamente. Nalgúns casos, a formación pode explotar con tal forza que emite un destello de luz.

O temperado químico do vidro, un método desenvolvido na década de 60, crea unha capa de presión igual que o templado, pero mediante un proceso chamado intercambio iónico. O vidro de aluminosilicato, como o Gorilla Glass, contén sílice, aluminio, magnesio e sodio. Cando se mergulla en sal de potasio fundido, o vidro quéntase e se expande. O sodio e o potasio comparten a mesma columna na táboa periódica dos elementos e, polo tanto, compórtanse de xeito moi semellante. A alta temperatura da solución salina aumenta a migración dos ións de sodio do vidro e, por outra banda, os ións de potasio poden ocupar o seu lugar sen ser perturbados. Dado que os ións potasio son máis grandes que os ións hidróxeno, están máis concentrados no mesmo lugar. A medida que o vidro se arrefría, condénsase aínda máis, creando unha capa de presión na superficie. (Corning garante un intercambio iónico uniforme controlando factores como a temperatura e o tempo.) En comparación co temperado do vidro, o endurecemento químico garante unha maior tensión de compresión na capa superficial (garantindo así ata catro veces a resistencia) e pódese utilizar en vidro de calquera tipo. grosor e forma.

A finais de marzo, os investigadores tiñan a nova fórmula case lista. Non obstante, aínda tiñan que descubrir un método de produción. Inventar un novo proceso de produción estaba fóra de cuestión xa que levaría anos. Para cumprir co prazo marcado por Apple, dous dos científicos, Adam Ellison e Matt Dejneka, encargáronse de modificar e depurar un proceso que a compañía xa estaba utilizando con éxito. Necesitaban algo que fose capaz de producir enormes cantidades de vidro fino e claro en cuestión de semanas.

Os científicos basicamente tiñan só unha opción: o proceso de debuxo de fusión. (Hai moitas novas tecnoloxías nesta industria altamente innovadora, cuxos nomes moitas veces aínda non teñen un equivalente checo.) Durante este proceso, bótase vidro fundido nunha cuña especial chamada "isopipe". O vidro desborda a ambos os dous lados da parte máis grosa da cuña e xúntase de novo no lado estreito inferior. Despois viaxa sobre rolos cuxa velocidade está fixada con precisión. Canto máis rápido se movan, máis fino será o vidro.

Unha das fábricas que utiliza este proceso está situada en Harrodsburg, Kentucky. A principios de 2007, esta sucursal funcionaba a pleno rendemento e os seus sete depósitos de cinco metros traían ao mundo cada hora 450 kg de vidro destinados a paneis LCD para televisores. Un destes tanques podería ser suficiente para a demanda inicial de Apple. Pero primeiro foi necesario revisar as fórmulas das antigas composicións de Chemcor. O vidro non só tiña que ser de 1,3 mm de grosor, senón que tamén tiña que ser moito máis agradable de mirar que, por exemplo, o recheo dunha caixa de teléfono. Elisson e o seu equipo tiveron seis semanas para perfeccionalo. Para que o vidro se modifique no proceso de "fusión por fusión", é necesario que sexa extremadamente flexible incluso a temperaturas relativamente baixas. O problema é que calquera cousa que fagas para mellorar a elasticidade tamén aumenta substancialmente o punto de fusión. Ao axustar varios ingredientes existentes e engadir un ingrediente secreto, os científicos puideron mellorar a viscosidade ao tempo que proporcionaban unha maior tensión no vidro e un intercambio iónico máis rápido. O tanque foi lanzado en maio de 2007. Durante xuño, produciu suficiente Gorilla Glass para encher máis de catro campos de fútbol.

En cinco anos, Gorilla Glass pasou dun mero material a un estándar estético: unha pequena división que separa o noso eu físico das vidas virtuais que levamos nos nosos petos. Tocamos a capa exterior de vidro e o noso corpo pecha o circuíto entre o electrodo e o seu veciño, convertendo o movemento en datos. Gorilla aparece agora en máis de 750 produtos de 33 marcas de todo o mundo, incluíndo portátiles, tabletas, teléfonos intelixentes e televisores. Se pasas habitualmente o dedo por un dispositivo, probablemente xa esteas familiarizado co Gorilla Glass.

Os ingresos de Corning disparáronse ao longo dos anos, pasando de 20 millóns de dólares en 2007 a 700 millóns de dólares en 2011. E parece que haberá outros usos posibles para o vidro. Eckersley O'Callaghan, cuxos deseñadores son responsables da aparición de varias tendas emblemáticas de Apple, demostrouno na práctica. No London Design Festival deste ano presentaron unha escultura feita só con Gorilla Glass. Isto podería eventualmente reaparecer nos parabrisas dos automóbiles. Actualmente a empresa está a negociar o seu uso en coches deportivos.

Como é a situación arredor do vidro hoxe? En Harrodsburg, as máquinas especiais cárganos rutineiramente en caixas de madeira, envían en camión a Louisville e despois envían en tren cara á costa oeste. Unha vez alí, as láminas de vidro colócanse en buques de carga e transpórtanse a fábricas en China onde se someten a varios procesos finais. Primeiro dáselles un baño quente de potasio e despois córtanse en rectángulos máis pequenos.

Por suposto, a pesar de todas as súas propiedades máxicas, o Gorilla Glass pode fallar, e ás veces incluso de forma moi "eficaz". Rompe cando deixamos caer o teléfono, convértese nunha araña cando está dobrado, racha cando nos sentamos nel. Aínda é vidro despois de todo. E é por iso que hai un pequeno equipo de persoas en Corning que pasan a maior parte do día desglosándoo.

"Chamámoslle o martelo noruegués", di Jaymin Amin mentres saca da caixa un gran cilindro de metal. Esta ferramenta é habitualmente utilizada polos enxeñeiros aeronáuticos para probar a resistencia da fuselaxe de aluminio das aeronaves. Amin, que supervisa o desenvolvemento de todos os novos materiais, estira o resorte no martelo e libera 2 joules completos de enerxía na lámina de vidro milimétrica. Tal forza creará unha gran abolladura na madeira maciza, pero non lle pasará nada ao vidro.

O éxito de Gorilla Glass significa varios obstáculos para Corning. Por primeira vez na súa historia, a compañía ten que facer fronte a unha demanda tan elevada de novas versións dos seus produtos: cada vez que lanza unha nova iteración de vidro, é necesario controlar directamente o seu comportamento en termos de fiabilidade e robustez. campo. Para iso, o equipo de Amin recolle centos de teléfonos móbiles rotos. "Os danos, sexan pequenos ou grandes, case sempre comezan no mesmo lugar", di o científico Kevin Reiman, sinalando unha fenda case invisible no HTC Wildfire, un dos varios teléfonos rotos que hai na mesa fronte a el. Unha vez que atopes esta fenda, podes medir a súa profundidade para facerte unha idea da presión á que foi sometido o vidro; se podes imitar esta fenda, podes investigar como se propagou por todo o material e tentar evitalo no futuro, ben modificando a composición ou mediante o endurecemento químico.

Con esta información, o resto do equipo de Amin pode investigar a mesma falla material unha e outra vez. Para iso, empregan prensas de panca, probas de caída en superficies de granito, formigón e asfalto, deixan caer diversos obxectos sobre o vidro e, en xeral, empregan unha serie de dispositivos de tortura de aspecto industrial cun arsenal de puntas de diamante. Incluso teñen unha cámara de alta velocidade capaz de gravar un millón de fotogramas por segundo, o que resulta útil para estudos de flexión do vidro e propagación de fendas.

Non obstante, toda esa destrución controlada paga a súa recompensa para a empresa. En comparación coa primeira versión, Gorilla Glass 2 é un vinte por cento máis forte (e a terceira versión debería chegar ao mercado a principios do próximo ano). Os científicos de Corning conseguírono empurrando a compresión da capa exterior ata o límite -foron un pouco conservadores coa primeira versión de Gorilla Glass- sen aumentar o risco de rotura explosiva asociada a este cambio. Non obstante, o vidro é un material fráxil. E aínda que os materiais fráxiles resisten moi ben a compresión, son extremadamente débiles cando se estiran: se os dobras, poden romperse. A clave de Gorilla Glass é a compresión da capa exterior, que evita que as fendas se estendan por todo o material. Cando deixas caer o teléfono, é posible que a súa pantalla non se rompa de inmediato, pero a caída pode causar danos suficientes (incluso unha greta microscópica é suficiente) para prexudicar fundamentalmente a resistencia do material. A seguinte caída máis leve pode ter consecuencias graves. Esta é unha das consecuencias inevitables de traballar cun material que se trata de compromisos, de crear unha superficie perfectamente invisible.

Estamos de volta na fábrica de Harrodsburg, onde un home cunha camiseta negra de Gorilla Glass está a traballar cunha lámina de vidro tan delgada como 100 micras (aproximadamente o grosor do papel de aluminio). A máquina que manexa fai pasar o material a través dunha serie de rolos, dos que o vidro sae dobrado como un enorme anaco de papel transparente. Este material extraordinariamente fino e enrollable chámase Willow. A diferenza de Gorilla Glass, que funciona un pouco como unha armadura, Willow pódese comparar máis cun impermeable. É duradeiro e lixeiro e ten moito potencial. Os investigadores de Corning cren que o material podería atopar aplicacións en deseños de teléfonos intelixentes flexibles e pantallas OLED ultrafinas. A unha das empresas enerxéticas tamén lle gustaría ver a Willow empregada en paneis solares. En Corning, incluso imaxinan libros electrónicos con páxinas de cristal.

Un día, Willow entregará 150 metros de vidro en bobinas enormes. É dicir, se alguén o encarga realmente. Polo momento, as bobinas están inactivas na fábrica de Harrodsburgh, á espera de que xurda o problema correcto.

Fonte: Wired.com
.