Telefon składa się w większości z plastików i metali.
Łatwo docenić pomysłowy sposób,
w jaki połączono te elementy, żeby uzyskać coś pożytecznego i przyjemnego.
Kryje się za tym historia, o której się dużo nie mówi.
Jak pozyskano surowce
z mieszaniny materiałów, jaką jest natura?
Odpowiedź leży w kilku sprytnych sztuczkach technik separacyjnych.
Wykorzystują podstawowe właściwości rzeczy,
żeby je od siebie oddzielić.
Proste techniki separacyjne mają zastosowanie w wielu sytuacjach,
jak oddzielanie śmietanki od mleka,
wydobywanie wody z gleby,
a nawet przesiewanie drobinek złota z piasku rzecznego.
Jednak nie wszystkie mieszanki tak łatwo rozdzielić.
W pewnych przypadkach można wykorzystać różnice
między fizycznymi właściwościami mieszanki,
jak rozmiar cząsteczek,
gęstość,
temperatura wrzenia,
żeby uzyskać z niej to, co trzeba.
Weźmy ropę naftową,
czyli mieszankę różnych węglowodorów.
Niektóre z nich są cennymi paliwami,
a inne są dobrymi surowcami używanymi do produkcji elektryczności.
Żeby je rozdzielić, eksperci polegają na jednej ważnej cesze:
różne węglowodory mają inne temperatury wrzenia.
W trakcie wrzenia każdy składnik paruje w innym momencie,
oddziela się, chłodzi i spływa lejkiem jako ciecz
do konkretnego zbiornika.
Techniki separacyjne znajdziemy też nad morzem.
W krajach dotkniętych suszą
ocean to jedyne dostępne źródło wody.
Oczywiście ludzie nie mogą pić słonej wody.
Jednym ze sposobów obejścia tego problemu
jest usunięcie soli z wody za pomocą odwróconej osmozy,
czyli procesu rozdzielenia roztworu wody o różnym stężeniu.
Błona z dziurkami większymi od cząsteczek wody,
lecz mniejszymi od cząsteczek soli,
przepuszcza jedynie słodką wodę
zmieniając coś niezdatnego do picia w wybawienie.
W międzyczasie w medycynie
badania krwi są istotnym narzędziem oceny stanu zdrowia.
Jednak doktorzy zazwyczaj nie mogą zbadać próbek krwi
zanim nie oddzieli się krwinek
od osocza, w którym pływają.
W tym celu probówkę poddaje się działaniu siły odśrodkowej,
przez co gęstsze i cięższe substancje
jak krwinki
odsuwają się od osi obrotu,
a lżejsze i rzadsze substancje
jak osocze
zbierają się tuż przy osi.
Zawartość probówki wyraźnie się oddziela
i można osobno badać krwinki i osocze.
Jednak czasem, w przeciwieństwie do oleju, wody morskiej i krwi,
cząsteczki substancji, które chcemy rozdzielić,
mają takie same właściwości fizyczne.
Wtedy jedynym sposobem na oddzielenie cząsteczek
jest chemiczna separacja,
czyli skomplikowany proces polegający na unikalnych interakcjach
między składnikami mikstury i innym materiałem.
Taką metodą jest chromatografia,
z której korzystają śledczy na miejscach zbrodni.
Rozpuszczają zebrane dowody w gazie,
monitorują i analizują składniki,
rozdzielane i poruszane z różną prędkością
dzięki unikalnym właściwościom chemicznym.
Ta informacja mówi naukowcom dokładnie, co było obecne na miejscu zbrodni,
często pomagając zidentyfikować sprawcę.
Techniki separacyjne występują nie tylko w przemyśle,
infrastrukturze,
medycynie
i wymiarze sprawiedliwości.
Jednym z najbardziej ambitnych technicznie projektów w historii ludzkości
jest technika separacyjna mająca odpowiedzieć na podstawowe pytanie:
"Z czego zbudowany jest wszechświat?”.
Przyspieszając cząstki do ekstremalnie dużych prędkości
i zderzając je ze sobą,
można bardzo szybko rozbić je na części składowe.
Jeśli to się uda, to co dalej?
Czy jest jakaś elementarna cząstka?
Jeśli tak, to z czego się składa?