زجاج الغوريلا: بطل الهاتف الذكي المجهول

لدي مكان ضعيف للاكتشافات العرضية التي لها تأثير عميق على حياتنا عن غير قصد. فكر في الغراء الذي لم يلتصق، والتي تم تطويرها من قبل الباحثين في 3M وأدى إلى وجود ملاحظة Post-it في كل مكان. كان هناك اكتشاف فيلهلم رونتجن للأشعة السينية ، والذي أحدث ثورة في الطب التشخيصي. وكان هناك بيرسي ليبارون سبنسر ، الفيزيائي في شركة Raytheon في الولايات المتحدة ، الذي اخترع نوعًا جديدًا من الأفران بعد أن لاحظ أن الموجات الدقيقة من جهاز الرادار الخاص به تذوب لوحًا من الشوكولاتة في جيبه.

تُظهر الاكتشافات المصادفة مثل هذه سبب عدم كون البحث والتطوير عن المنتج "المستهدف" فكرة رائعة دائمًا. يكمن جمال التجارب التخمينية أو الخاطئة في أنها يمكن أن تؤدي إلى نتائج لا يمكنك توقعها أبدًا. فكر فقط في الكيميائية الأمريكية ستيفاني كوليك التي كانت تعمل في عام 1964 دوبونت، اخترع كيفلر عندما كانت مجموعتها تبحث عن ألياف جديدة خفيفة الوزن لكنها قوية لاستخدامها في الإطارات.

لكن الاكتشاف العرضي الذي أريد التركيز عليه حدث عند أعمال زجاج كورنينج في شمال ولاية نيويورك. في أوائل الأربعينيات من القرن الماضي ، كان الباحثون في الشركة مفتونين بحقيقة أن الزجاج ، الذي يُفترض أنه مادة شفافة ، يمكن أن يغمق ويغير لونه إذا تعرض لحرارة الشمس وضوءها لفترة كافية. حرصًا على التحقيق في هذا التأثير ، قام روبرت دالتون ، الكيميائي في كورنينج ، بتعريض عينات من زجاج الياقوت الصافي الكريستالي للأشعة فوق البنفسجية ثم خبزها في فرن. النتيجة: زجاج بعدة ألوان مختلفة.

دونالد ستوكي، كيميائي بحثي آخر من Corning انضم إلى العمل في عام 1940 ، تم توجيهه لاستكشاف التطبيقات التصويرية الممكنة لـ هذا الزجاج الرائع الجديد حساس للضوء. أدى عمله إلى تطوير زجاج شفاف قائم على سيليكات الألمنيوم أصبح حساسًا للضوء إذا اشتمل على كميات ضئيلة من الذهب أو الفضة أو النحاس. اكتشف Stookey أنه يمكنه حتى حفر تصميمات ثلاثية الأبعاد في الزجاج ، والذي تم بيعه باسم "FotoForm" واستخدم لاحقًا كمواد في تغليف الإلكترونيات ولأقنعة الفتحة على أجهزة التلفزيون الملون.

حدثت لحظة الصدفة العظيمة ذات يوم في عام 1953 عندما أراد Stookey إجراء تجربة تضمنت تسخين قطعة من زجاج FotoForm إلى درجة حرارة 600 درجة مئوية. ومع ذلك ، فقد طور الفرن عطلًا وانتهى به الأمر عن طريق الخطأ إلى تسخين الزجاج إلى 900 درجة مئوية. عندما حاول إخراج العينة من الفرن الساخن ، انزلقت من ملقطه وتحطمت على الأرض. ولكن بدلاً من أن يتحطم ، ارتد الزجاج - لدهشة ستوكي.

كان قد ابتكر للتو أول "سيراميك زجاجي" - فئة جديدة من المواد الزجاجية تحتوي على بلورات دقيقة بأشكال وأحجام مختلفة منتشرة في جميع الأنحاء. قاد العمل اللاحق Corning لتطوير هذه المادة إلى مجموعة CorningWare الناجحة للغاية من القدور وأواني الطهي. مقاومة الصدمات الحرارية ، ولا تنكسر إذا تم نقلها مباشرة ، على سبيل المثال ، من الفريزر إلى فرن ساخن. أصبحت CorningWare مجرد واحدة من اختراعات Stookey التي تقدر بملايين الدولارات.

مزيج فريد

علامة تجارية باسم بيرسيرام، الزجاج الذي تعثر عبره Stookey كان له مزيج فريد من الخصائص ، ليس فقط مقاومًا للحرارة ، ولكنه شديد الصلابة وقوي للغاية وشفاف لموجات الراديو أيضًا. وجدت المواد أيضًا طريقها إلى التطبيقات العسكرية ، حيث تم استخدامها ، على سبيل المثال ، في مخاريط الأنف لقباب الرادار الأسرع من الصوت في الصواريخ الموجهة. في وقت لاحق ، في الستينيات ، طور كورنينغ نوعًا جديدًا من مادة بيروكيرام التي لم تكن معتمًا ولكنها شفافة للضوء المرئي.

اختارت الشركة في البداية عدم تسويق هذا المنتج الجديد ، خوفًا من أنه قد يؤدي إلى تفكيك المبيعات من شركة Corning الحالية والناجحة بشكل كبير بيركس مجموعة من الأواني الزجاجية من البورسليكات ، والتي كانت قوية منذ عام 1915. ولكن بحلول السبعينيات ، طور الباحثون في Corning France نسخة بلون العنبر من Pyroceram ، والتي حصلوا عليها براءة اختراع وتحويلها إلى مجموعة جديدة من أواني الطهي ، تحت الاسم التجاري Visions .

في غضون ذلك ، وكجزء من مبادرة أطلقت عليها الشركة اسم Project Muscle ، كانت Corning تستكشف طرقًا جديدة لجعل الزجاج أقوى. يتم تقوية معظم الزجاج عن طريق تسخينه إلى درجة حرارة عالية ثم تبريده بسرعة بحيث يبرد الخارج بشكل أسرع بكثير من الداخل - وهي عملية تعرف باسم التقسية. يؤدي التدرج في درجة الحرارة إلى توتر الجزء الداخلي من الزجاج ويضغط على السطح الخارجي ، مما يجعل الزجاج أقوى وأقل عرضة للتشقق والعيوب المجهرية.

ومع ذلك ، عندما يصبح الزجاج أرق ، يصبح من الصعب إنشاء اختلاف جوهري في معدل التبريد بين اللب والسطح. في الستينيات اكتشف الباحثون في كورنينغ طريقة زجاج مقوي كيميائيا من خلال السماح باستبدال الأيونات الأصغر في الزجاج بأيونات أكبر من حمام كيميائي. بفضل عملية "التبادل الأيوني" هذه ، يصبح سطح الزجاج مضغوطًا بدرجة عالية ، وبالتالي يكون أقل عرضة للتلف وتطبيق الضغوط التي يمكن أن تجعله ينكسر.

باع Corning هذا الزجاج تحت الاسم التجاري Chemcor وكان يستخدم حتى أوائل التسعينيات في العديد من التطبيقات التجارية والصناعية ، بما في ذلك الزجاج الأمامي للسيارات والطائرات وقوارير الأدوية ونوافذ السجون ونظارات الأمان وأكشاك الهاتف. حققت Chemcor درجات متفاوتة من النجاح التجاري ، لكن كل ذلك تغير في يناير 1990 عندما اعتلى ستيف جوبز ، الرئيس التنفيذي لشركة Apple ، المنصة في مؤتمر MacWorld في ذلك العام في سان فرانسيسكو.

أدخل ستيف جوبز

أمام جمهور ديكي في مركز موسكون، قدم جوبز جهازًا ثوريًا جديدًا - أول هاتف آيفون من آبل. حتى تلك اللحظة ، كانت الهواتف الذكية كائنات قذرة وقبيحة مع لوحات مفاتيح باهتة. وعد جهاز iPhone الجديد مقاس 3.5 بوصة بتحويل السوق ، حيث يقدم للعملاء جهازًا ذكيًا بشاشة تعمل باللمس مزودًا بكاميرا مدمجة وإمكانيات تصفح الويب لأول مرة.

ولكن في اليوم التالي للكشف عن الجهاز لعالم متحمس ، اشتكى جوبز من أن شاشة جهاز iPhone الخاص به ، التي كان يحملها في جيبه ، قد انتهى بها الأمر مغطاة بنقوش صغيرة. هذا لأن النموذج الأولي لـ iPhone الذي عرضه جوبز تم بناؤه بشاشة بلاستيكية ، والتي كانت قوية ميكانيكيًا ولكن من السهل جدًا خدشها. قبل بضع سنوات ، أظهر كورنينغ لجوبز تقنية الزجاج الخاصة بالشركة وأصر الآن على أنه عندما تم طرح iPhone في السوق بعد خمسة أشهر فقط في يونيو 2007 ، يجب أن يكون لديه شاشة زجاجية.

جيف وليامزيتذكر الرئيس التنفيذي للعمليات في شركة آبل أنه أخبر جوبز أن طلبه مستحيل ، وأصر على أن الأمر سيستغرق ثلاث أو أربع سنوات لتطوير الزجاج الذي كان دائم بما يكفي لتلبية متطلبات الوظائف. "قلت ،" لقد اختبرنا كل الزجاج الحالي وعندما تسقطه ، فإنه يكسر 100٪ من الوقت. " وقال "لا أعرف كيف سنفعل ذلك ، ولكن عندما يتم شحنها في يونيو ، سيكون زجاجًا".

بعد يومين ، تلقى ويليامز مكالمة هاتفية من ويندل ويكس، الرئيس التنفيذي لشركة Corning. اقترح Weeks أن زجاج Corning's Chemcor ، الذي كانت الشركة قد بدأت للتو في دراسته مرة أخرى لاستخدام الهاتف الذكي تحت الاسم "غوريلا زجاج"، يمكن أن يكون الحل لمشكلة Apple. تبع ذلك عدة أشهر مما أطلق عليه ويليامز "الإرهاب المطلق" حيث عملت الفرق في الشركتين بجد لتحويل Chemcor إلى شيء سيكون جاهزًا في الوقت المناسب لإطلاق iPhone.

العمل يؤتي ثماره. يتذكر ويليامز قائلاً: "عندما أطلقنا في يونيو (حزيران) [2007] ، كان لدى العملاء جهاز iPhone يتمتع بإحساس جميل بالزجاج - زجاج Corning - ومقاوم للخدش". "لقد ساعد في تحديد نغمة iPhone." كان الزجاج المقاوم للخدش الذي تم شحنه على الجيل الأول من iPhone جزءًا أساسيًا من نجاح iPhone.

هيمنة السوق

في الهواتف الذكية المبكرة ، كان زجاج Gorilla Glass من Corning يبلغ سمكه حوالي 1 مم - أي أكثر سمكًا ولم تكن شاشات الكريستال السائل السعوية المستخدمة في ذلك الوقت تعمل بشكل جيد. لكن على الرغم من سماكته ، كان الزجاج صلبًا ومرنًا بشكل مدهش ومقاوم للخدش بشكل لا يصدق ، تمامًا كما طالب جوبز. في هذه الأيام ، تعمل شركة Corning على الجيل السابع من زجاج Gorilla ، الذي يبلغ سمكه 0.3-0.5 مم فقط. بالطبع ، يوجد الآن العديد من المنافسين الذين ينتجون أيضًا زجاج الهاتف الذكي ، بما في ذلك Dragontrail من اليابان شركة AGC و xensation من الشركة الألمانية الحاجز.

لكن Gorilla Glass يهيمن على السوق. بحلول عام 2017 ، تم اعتماده من قبل 40 مصنعًا رئيسيًا حول العالم ، حيث لم يتم استخدامه فقط على جميع أجهزة Apple iPhone و iPad ، ولكن في أكثر من 1800 منتج من العديد من الشركات المختلفة. وفقًا لـ Expert Market Research ، بلغت قيمة سوق زجاج غطاء الهاتف الذكي العالمي حوالي 1.63 مليار دولار في عام 2020 ، مع دمج Gorilla Glass في ما يقرب من ستة مليارات جهاز. ومع ذلك ، تزود Corning الزجاج بالكامل لهواتف Apple الذكية ، حيث تستخدمه الشركة أكثر فأكثر مع كل جيل من الأجهزة.

بالطبع ، يتم إسقاط الهواتف ، وعلى الرغم من أن زجاج Gorilla Glass قوي للغاية ، إلا أن شاشات الهواتف الذكية يمكن أن تتلف. لهذا السبب يوجد أيضًا سوق صحي لأفلام حماية الشاشة ، والتي غالبًا ما تكون مصنوعة من مواد زجاجية مماثلة. وفقًا لتقرير من MarketWatch هذا العام ، من المتوقع أن ينمو سوق واقيات الشاشة من 2.3 مليار دولار في عام 2020 إلى 5.4 مليار دولار بحلول عام 2026. الهاتف الذكي الذي ربما دفعوا مقابله أكثر من 1000 جنيه إسترليني!

ومع ذلك ، هل يمكنك أن تتخيل كيف سيكون رد فعل السوق تجاه جهاز Apple iPhone الذي تعرض للخدش في كل مرة تضعه في جيبك؟ إذا كان جوبز قد أطلق جهاز iPhone بشاشة بلاستيكية كما كانت الخطة في الأصل ، أعتقد أن ذلك كان من الممكن أن يقتل الجهاز - مهما كانت الفكرة رائعة. كان جوبز على حق: يجب أن يكون زجاجًا. وللتفكير في إمكانية إرجاع كل ذلك إلى تجربة فاشلة وفرن معيب في Corning Glass Works في عام 1953. بدون هذه الصدفة ، قد لا نكون أبدًا حيث نحن اليوم.