James McKenzie mencerminkan keajaiban Gorilla Glass – sebuah penemuan yang melindungi miliaran ponsel cerdas, tablet, dan laptop di seluruh dunia dari kerusakan yang tidak diinginkan
Saya menyukai penemuan-penemuan tidak disengaja yang secara tidak sengaja mempunyai dampak besar pada kehidupan kita. Pikirkan tentang lem yang tidak menempel, yang dikembangkan oleh para peneliti di 3M dan mengarah ke Post-it Note yang ada di mana-mana. Ada penemuan sinar-X oleh Wilhelm Röntgen, yang merevolusi pengobatan diagnostik. Dan ada pula Percy Lebaron Spencer, seorang ahli fisika di Raytheon di AS, yang menemukan oven jenis baru setelah menyadari bahwa gelombang mikro dari radarnya melelehkan sebatang coklat di sakunya.
Penemuan kebetulan seperti ini menunjukkan mengapa penelitian dan pengembangan produk yang “bertarget” tidak selalu merupakan ide bagus. Keindahan dari eksperimen yang bersifat spekulatif atau salah adalah bahwa eksperimen tersebut dapat menghasilkan temuan yang tidak pernah dapat Anda prediksi. Coba pikirkan tentang ahli kimia Amerika Stephanie Kwolek yang pada tahun 1964 bekerja untuknya DuPont, ditemukan Kevlar ketika kelompoknya sedang mencari serat baru yang ringan namun kuat untuk digunakan pada ban.
Namun penemuan tak disengaja yang ingin saya fokuskan terjadi Pekerjaan Kaca Corning di bagian utara New York. Pada awal tahun 1940-an, para peneliti di perusahaan tersebut tertarik dengan fakta bahwa kaca, yang dianggap sebagai bahan transparan, dapat menjadi gelap dan berubah warna jika terkena panas dan cahaya matahari dalam waktu yang cukup lama. Tertarik untuk menyelidiki efek ini, Robert Dalton, seorang ahli kimia Corning, memaparkan sampel kaca rubi sebening kristal ke sinar ultraviolet dan kemudian memanggangnya dalam oven. Hasilnya: kaca dengan beberapa corak warna berbeda.
Donald Stookey, ahli kimia penelitian Corning lainnya yang bergabung dengan bisnis ini pada tahun 1940, diinstruksikan untuk mengeksplorasi kemungkinan penerapan fotografi dari kaca fotosensitif baru yang menakjubkan ini. Karyanya mengarah pada pengembangan kaca transparan berbasis aluminosilikat yang menjadi fotosensitif jika mengandung sejumlah kecil emas, perak, atau tembaga. Stookey menemukan bahwa dia bahkan dapat mengukir desain 3D ke dalam kaca, yang dijual sebagai “FotoForm” dan kemudian digunakan sebagai bahan dalam kemasan elektronik dan untuk masker aperture pada perangkat televisi berwarna.
Momen kebetulan yang luar biasa terjadi pada suatu hari di tahun 1953 ketika Stookey ingin melakukan eksperimen yang melibatkan pemanasan sepotong kaca FotoForm hingga suhu 600 °C. Namun, tungku tersebut mengalami kerusakan dan Stookey secara keliru memanaskan kaca hingga 900 °C. Ketika dia mencoba mengeluarkan sampel dari oven panas, sampel itu terlepas dari penjepitnya dan jatuh ke lantai. Tapi bukannya pecah, kacanya – yang membuat Stookey takjub – malah terpental.
Dia baru saja menciptakan “keramik kaca” pertama – kelas baru dari bahan kaca yang mengandung kristal halus dengan berbagai bentuk dan ukuran yang tersebar di seluruh bagiannya. Pekerjaan selanjutnya membuat Corning mengembangkan bahan ini menjadi rangkaian panci dan panci masak CorningWare yang sangat sukses. Tahan terhadap guncangan termal, dan tidak pecah jika dipindahkan langsung dari, misalnya, freezer dan ke dalam oven panas. CorningWare hanyalah salah satu penemuan Stookey yang bernilai jutaan dolar.
Donald Stookey: terima kasih atas iPhone Anda
Gorilla Glass yang melindungi miliaran ponsel cerdas dan tablet – termasuk semua produk Apple – mungkin tidak akan pernah ada jika tidak ada momen kebetulan yang dilakukan oleh ahli kimia Stanley Donald Stookey (1915–2014). Bekerja di Corning Glass Works pada tahun 1953, penemuan “keramik kaca” yang tidak disengaja (lihat teks utama) mengarah pada pengembangan panci masak CorningWare, kaca yang diperkuat secara kimia dan – pada akhirnya – Gorilla Glass itu sendiri.
Selama 47 tahun di Corning, Stookey juga mengembangkan kaca fotosensitif dan kacamata kaca Photochromic Ophthalmic, yang menghasilkan lebih dari 60 paten atas namanya. Pada tahun 1986 ia dianugerahi Medali Teknologi Nasional AS oleh Presiden Ronald Reagan. Ketika Stookey pensiun pada tahun 1987 sebagai direktur penelitian kimia fundamental Corning, warisannya termasuk penghargaan Stookey, yang diberikan setiap tahun kepada ilmuwan Corning untuk “pencapaian penelitian eksplorasi yang luar biasa”.
Campuran yang unik
Merek dagang sebagai Piroseram, kaca yang ditemukan Stookey memiliki kombinasi sifat yang unik, tidak hanya tahan panas, tetapi juga sangat keras, super kuat, dan transparan terhadap gelombang radio. Bahan ini juga digunakan dalam aplikasi militer, misalnya digunakan pada kerucut hidung kubah radar supersonik pada peluru kendali. Kemudian, pada tahun 1960-an, Corning mengembangkan bahan Pyroceram jenis baru yang tidak buram tetapi transparan terhadap cahaya tampak.
Perusahaan awalnya memilih untuk tidak mengkomersialkan produk baru ini, karena khawatir akan mencopot penjualan produk Corning yang sudah ada dan sangat sukses. pyrex rangkaian peralatan gelas borosilikat, yang telah berkembang pesat sejak tahun 1915. Namun pada tahun 1970-an, para peneliti di Corning France telah mengembangkan versi Pyroceram berwarna kuning, yang mereka patenkan dan ubah menjadi rangkaian peralatan masak baru, dengan merek Visions .
Sementara itu, sebagai bagian dari inisiatif yang dijuluki Project Muscle, Corning telah mencari cara baru untuk membuat kaca lebih kuat. Kebanyakan kaca diperkuat dengan memanaskannya hingga suhu tinggi dan kemudian mendinginkannya dengan cepat sehingga bagian luarnya lebih cepat dingin daripada bagian dalamnya – suatu proses yang dikenal sebagai tempering. Gradien suhu membuat bagian dalam kaca menjadi tegang dan menekan permukaan luar, membuat kaca lebih kuat dan kecil kemungkinan terjadinya retakan dan cacat mikroskopis.
Namun, seiring dengan semakin tipisnya kaca, semakin sulit untuk menentukan perbedaan besar dalam laju pendinginan antara inti dan permukaan. Pada tahun 1960-an, para peneliti di Corning menemukan sebuah cara kaca yang diperkuat secara kimia dengan membiarkan ion-ion yang lebih kecil di dalam gelas digantikan dengan ion-ion yang lebih besar dari penangas kimia. Berkat proses “pertukaran ion” ini, permukaan kaca menjadi sangat terkompresi, sehingga tidak rentan terhadap kerusakan dan tekanan yang dapat membuatnya pecah.
Corning menjual kaca ini dengan merek Chemcor dan digunakan hingga awal 1990-an dalam berbagai aplikasi komersial dan industri, termasuk kaca depan mobil, pesawat, botol obat, jendela penjara, kacamata pengaman, dan bilik telepon. Chemcor memiliki tingkat kesuksesan komersial yang berbeda-beda tetapi semua itu berubah pada Januari 2007 ketika Steve Jobs, yang saat itu menjabat sebagai CEO Apple, tampil di konvensi MacWorld tahun itu di San Francisco.
Masukkan Steve Jobs
Di depan penonton yang bersorak-sorai di Moscone Center, Jobs memperkenalkan perangkat baru yang revolusioner – Apple iPhone pertama. Hingga saat itu, ponsel pintar hanyalah benda yang kikuk dan jelek dengan papan ketik yang rumit. IPhone 3.5 inci yang baru berjanji untuk mengubah pasar, menawarkan kepada pelanggan perangkat layar sentuh yang apik dengan kamera internal dan kemampuan penelusuran web untuk pertama kalinya.
Namun sehari setelah memperkenalkan perangkat tersebut kepada dunia yang antusias, Jobs mengeluh bahwa layar iPhone miliknya, yang ia bawa-bawa di sakunya, akhirnya dipenuhi goresan-goresan kecil. Itu karena prototipe iPhone yang didemonstrasikan Jobs dibuat dengan layar plastik, yang secara mekanis kuat namun sangat mudah tergores. Beberapa tahun sebelumnya Corning telah menunjukkan kepada Jobs teknologi kaca perusahaannya dan dia sekarang bersikeras bahwa, ketika iPhone mulai dipasarkan lima bulan kemudian pada bulan Juni 2007, iPhone tersebut harus memiliki layar kaca.
Jeff Williams, chief operating officer Apple, mengenang saat mengatakan kepada Jobs bahwa permintaannya tidak mungkin dilakukan, dan bersikeras bahwa dibutuhkan waktu tiga atau empat tahun untuk mengembangkan kaca yang mampu cukup tahan lama untuk memenuhi persyaratan Jobs. “Saya berkata, 'Kami telah menguji semua kaca saat ini dan ketika Anda menjatuhkannya, kaca tersebut 100% pecah.' Dan dia berkata 'Saya tidak tahu bagaimana kami akan melakukannya, tapi ketika dikirimkan pada bulan Juni, itu akan menjadi kaca'.”
Dua hari kemudian, Williams mendapat telepon dari Minggu Wendell, kepala eksekutif Corning. Weeks menyarankan kaca Chemcor Corning, yang baru saja mulai dipelajari lagi oleh perusahaan untuk penggunaan ponsel pintar dengan nama “Gorilla Glass”, bisa menjadi solusi masalah Apple. Beberapa bulan kemudian terjadi apa yang disebut Williams sebagai “teror belaka” ketika tim di kedua perusahaan bekerja keras untuk mengubah Chemcor menjadi sesuatu yang siap pada waktunya untuk peluncuran iPhone.
Pekerjaan itu membuahkan hasil. “Saat kami meluncurkannya pada bulan Juni [2007], pelanggan memiliki iPhone yang memiliki nuansa kaca yang indah – kaca Corning – dan tahan gores,” kenang Williams. “Ini membantu mengatur suasana untuk iPhone.” Kaca anti gores yang disertakan pada iPhone generasi pertama telah menjadi bagian penting dari kesuksesan iPhone.
Dominasi pasar
Pada ponsel pintar awal, Corning Gorilla Glass memiliki ketebalan sekitar 1 mm – jika lebih tebal maka layar kristal cair kapasitif yang digunakan pada saat itu tidak akan berfungsi dengan baik. Namun meskipun tebal, kacanya keras, sangat fleksibel, dan sangat tahan gores, seperti yang diminta Jobs. Saat ini, Corning menggunakan Gorilla Glass generasi ketujuh, yang tebalnya hanya 0.3–0.5 mm. Tentu saja kini sudah banyak kompetitor yang juga memproduksi kaca smartphone, termasuk Dragontrail dari Jepang AGC Inc dan Xensasi dari perusahaan Jerman Schott.
Terpesona oleh keajaiban kaca di museum spektakuler Corning
Namun Gorilla Glass mendominasi pasar. Pada tahun 2017, ini telah diadopsi oleh 40 produsen besar di seluruh dunia, dan digunakan tidak hanya di semua iPhone dan iPad Apple, namun di lebih dari 1800 produk dari berbagai perusahaan. Menurut Expert Market Research, pasar kaca penutup ponsel cerdas global bernilai sekitar $1.63 miliar pada tahun 2020, dengan Gorilla Glass yang disertakan pada hampir enam miliar perangkat. Corning, bagaimanapun, memasok semua kaca untuk ponsel pintar Apple, dan perusahaan tersebut semakin sering menggunakannya di setiap generasi perangkat.
Tentu saja, ponsel bisa terjatuh dan meskipun Gorilla Glass sangat tangguh, layar ponsel cerdas bisa rusak. Itu sebabnya terdapat juga pasar yang sehat untuk film pelindung layar, yang sering kali dibuat dari bahan kaca serupa. Menurut laporan dari MarketWatch tahun ini, pasar pelindung layar diperkirakan akan tumbuh dari $2.3 miliar pada tahun 2020 menjadi $5.4 miliar pada tahun 2026. Lagi pula, tidak ada seorang pun yang ingin mendapatkan produk terbaik yang hampir tidak dapat tergores. ponsel pintar yang mungkin mereka bayar lebih dari £1000!
Namun, dapatkah Anda bayangkan bagaimana reaksi pasar terhadap iPhone Apple yang tergores setiap kali Anda memasukkannya ke dalam saku? Jika Jobs meluncurkan iPhone dengan layar plastik seperti rencana awalnya, saya pikir hal itu bisa mematikan perangkat tersebut – betapapun kerennya ide tersebut. Jobs benar: benda itu harus terbuat dari kaca. Dan jika dipikir-pikir, semua ini bisa ditelusuri kembali ke percobaan yang gagal dan oven yang rusak di Corning Glass Works pada tahun 1953. Tanpa kebetulan itu, kita mungkin tidak akan pernah bisa berada di posisi kita saat ini.
