تلفنهمراه شما بیشتر از پلاستیک و فلزات درست شده است
به آسانی میتوان روند مبتکرانه را درک کرد
که در آن این عناصر با هم ترکیب و به چیزی بسیار مفید و سرگرم کننده تبدیل شوند.
اما داستان دیگری وجود دارد که ما در مورد آن زیاد نشنیدهایم.
چگونه ما مواد خام را در وهله اول از مواد
درهم و برهم موجود در طبیعت بدست میآوریم.
پاسخ در گروه هوشمندی از روشهاست که به عنوان روشهای جداسازی شناخته میشوند.
آنها با بهرهگیری از ویژگیهای مواد
برای جداسازی از یکدیگر استفاده میشوند.
روشهای ساد جداسازی برای خیلی از حالات فیزیکی عمل میکند،
مانند جداسازی خامه از شیر،
استخراج آب از خاک،
یا حتی غربال کردن طلا از ریگهای رودخانهها.
اما جداسازی همه مخلوطها به این سادگی نیست.
در برخی موارد،
ما میتوانیم ازتفاوت بین خواص فیزیکی یک مخلوط بهره بگیریم،
مانند اندازه ذرات،
چگالی،
یا نقطه جوش
برای استخراج ماده مورد نیاز.
نفت خام که ترکیبی از مواد
مختلف هیدروکربن هست در نظر بگیرید.
برخی از آنها برای سوخت ارزشمند هستند،
و برخی دیگر مواد خامی مناسب برای تولید نیروی برق هستند.
برای جداسازی آنها، کارشناشان تکیه بر ویژگی مهم دارند.
هیدروکربنهای مختلف در درجه حرارتهای مختلف به جوش میآیند.
در طول فرأیند جوش، هریک از مواد دریک نقطه جوش دقیق تبخیر میشوند،
سپس به طور جداگانه سرازیز ظرفی میشوند
و ماده جمعاوری شده هنگامی که سرد شد مایع میشود.
روشهای جداسازی ما را به دریا نیز میبرد.
برخی از کشورهایی کم آب و مواجه با خشکسالی،
اقیانوس تنها منبع موجود آب است.
اما البته که، انسان نمیتواند آب شور را بخورد.
یک راه برای حل این مشکل
این است که نمک را از آب با استفاده از روش اسمز وارونه(خاصیت نفوذ و حلول) گرفت،
یک فرایند که مواد موجود در آب را با توجه به اندازه آنها از هم جدا میکند.
غشایی با روزنههایی بزرگتر از ذرات آب،
اما کوچکتر از ذرات نمک هست
که تنها اجازه میدهد آب شیرین از داخل روزنهها عبور کند،
و آب غیرآشامیدنی را به نجات دهنده زندگی تبدیل میکند.
درهمین حال در جهان پزشکی،
آزمایش خون ابزاری حیاتی برای ارزیابی سلامت افراد است،
اما پزشکان معمولا نمیتوانند نمونه خون را آزمایش کنند
مگر اینکه سلولهای جامد موجود در خون را
از پلاسمای مایعی که آنها در آن حل شدهاند جدا کنند.
برای انجام این، یک نیروی چرخشی قدرتمند بر لوله آزمایش اعمال میشود،
و باعث میشود مواد سنگینتر با تراکم بالاتر،
مانند سلولهای خون،
از محور چرخش فاصله بگیرند.
در حالی که مواد سبکتر با تراکم کمتر،
مانند پلاسما،
به مرکز محور نزدیکتر میشوند.
و محتویات لوله به وضوح جدا میشوند،
و سلولهای خون و پلاسمای مایع میتوانند بطور جداگانه مورد آزمایش قرار گیرند.
اما گاهی، برعکس نفت، آب دریا و خون،
بخشی از مخلوطها که میخواهم آنها را جدا کنیم
خواص فیزیکی مشابهی دارند.
در این موارد، تنها راه جدا کردن یک ماده استفاده از روش جداسازی شیمیاییست،
یک فرآینده پیچیده که تکیه بر واکنشهای منحصر بفرد
بین ترکیبات داخل مخلوط و دیگر مواد دارد.
یکی از این روشها کروماتوگرافیست،
یک ابزار علمی پزشکی قانونی که از آن برای بررسی صحنههای جرم و جنایت استفاده میشود.
آنها شواهد جمعآوری شده را در گاز حل میکنند
و میتوانند ترکیبات را بررسی و تحلیل کنند
زیرا بر اساس خواص شیمایی منحصر بفرد مواد
آنها با سرعتهای متفاوت از هم جدا میشوند.
این اطلاعات سپس به دانشمندان میگوید که دقیقا در صحنه جنایت چه چیزی وجود داشته،
و اغلب به شناخت هویت مقصر کمک میکند.
روشهای جداسازی تنها برای صنعت،
زیربناها،
پزشکی،
و عدالت بکار نمیرود.
بلکه یکی از فنی ترین پروژه های بلند پروازانه در طول تاریخ بشر
استفاده از روش جداسازی برای پاسخ به این سوال اساسی است که،
« جهان از چه ساخته شده ؟»
با شتاب دادن به ذارت تا سرعتهای بسیار بالا
و کوباندن آنها به یکدیگر،
ما می توانیم آنها را به قطعات تشکیل دهنده شان بشکنیم.
و اگر ما در این کار موفق شویم، بعد از آن چه خواهد شد؟
آیا بنیادی ترین ذره وجود دارد؟
و اگر چنین است، از چه چیزی ساخته شده است؟