Πώς διαχωρίζουμε το φαινομενικά αδιαχώριστο; - Ίντο Μάγκεν

Δείτε ολόκληρο το μάθημα: http://ed.ted.com/lessons/how-do-we-separate-the-inseparable-iddo-magen

Το κινητό σας αποτελείται κυρίως από πλαστικό και μέταλλα. Είναι εύκολο να εκτιμήσουμε την διαδικασία κατά την οποία αυτά τα στοιχεία συνθέτουν κάτι τόσο χρήσιμο. Όμως, υπάρχει μία άλλη ιστορία για την οποία δεν ακούμε πολλά - πώς παίρνουμε τις πρώτες ύλες μας, από το χαώδες σύνολο που είναι η φύση; Ο Ίντο Μάγκεν αποκαλύπτει την απάντηση μίας ομάδας «κόλπων» γνωστών ως μέθοδοι διαχωρισμού.

Μάθημα από τον Ίντο Μάγκεν, ψηφιακή απεικόνιση από τα Στούντιο Augenblick.

To κινητό σας αποτελείται κυρίως
από πλαστικό και μέταλλο.

Είναι εύκολο να εκτιμηθεί
η εφευρετική διαδικασία

με την οποία αυτά τα στοιχεία δημιουργούν
κάτι τόσο χρήσιμο και διασκεδαστικό.

Υπάρχει όμως μια άλλη ιστορία
για την οποία δεν ακούμε πολλά.

Πώς πήραμε αρχικά τις πρώτες ύλες μας

από το χαώδες σύνολο στοιχείων
που είναι η φύση;

Η απάντηση είναι μια ομάδα έξυπνων κόλπων
γνωστών ως μέθοδοι διαχωρισμού.

Λειτουργούν εκμεταλλευόμενες
τις στοιχειώδεις ιδιότητες των πραγμάτων

για να τα απεμπλέξουν.

Απλές μέθοδοι διαχωρισμού
εφαρμόζονται σε πολλά φυσικά σενάρια,

όπως ο διαχωρισμός της κρέμας από το γάλα,

η εξόρυξη πετρελαίου από το χώμα,

ακόμα και το κοσκίνισμα κομματιών χρυσού
από την άμμο των ποταμών.

Δεν είναι, όμως, όλα τα μείγματα
τόσο εύκολα να απεμπλακούν.

Σε κάποιες περιπτώσεις,

μπορούμε να εκμεταλλευτούμε τις διαφορές
μεταξύ των φυσικών ιδιοτήτων στο μείγμα,

όπως το μέγεθος των σωματιδίων,

την πυκνότητα,

ή το σημείο ζέσεως,

για να εξάγουμε ό,τι είναι αναγκαίο.

Ας πάρουμε το πετρέλαιο,

ένα μείγμα διαφορετικών υδρογονανθράκων.

Μερικοί είναι χρήσιμοι ως καύσιμα

κι άλλοι αποτελούν καλές πρώτες ύλες
για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας.

Για να τους διαχωρίσουν, οι ειδικοί
βασίζονται σ' ένα σπουδαίο χαρακτηριστικό:

διαφορετικοί υδρογονάνθρακες
βράζουν σε διαφορετικές θερμοκρασίες.

Κατά τη διαδικασία της βράσης, κάθε
είδος εξατμίζεται σε συγκεκριμένο σημείο,

κι έπειτα διοχετεύεται ξεχωριστά
σε κάποιο δοχείο

και συλλέγεται ως υγρό όταν ψύχεται.

Οι τρόποι διαχωρισμού,
μας πηγαίνουν και στη θάλασσα.

Σε χώρες που πλήττονται από την ξηρασία,

ο ωκεανός αποτελεί
τη μόνη διαθέσιμη πηγή νερού.

Όμως, οι άνθρωποι φυσικά
δεν πίνουν θαλάσσιο νερό.

Ένας τρόπος διαχείρισης του ζητήματος

είναι η αφαίρεση του αλατιού από το νερό
με τη διαδικασία της αντίστροφης ώσμωσης,

η οποία ξεχωρίζει τα στοιχεία του νερού
βάσει του μεγέθους.

Μια μεμβράνη με πόρους
μεγαλύτερους από τα σωματίδια του νερού,

αλλά μικρότερους από αυτά του αλατιού,

επιτρέπει μόνο στο καθαρό νερό να περάσει,

μετατρέποντας ό,τι δεν ήταν πόσιμο
σε ασφαλές.

Εν τω μεταξύ στον κόσμο της ιατρικής,

οι εξετάσεις αίματος είναι ένα ζωτικό μέσο
για τον έλεγχο της ανθρώπινης υγείας,

όμως οι γιατροί δεν μπορούν
να εξετάσουν τα δείγματα

πριν το διαχωρισμό
των στερεών κυττάρων του αίματος

από το υγρό πλάσμα
στο οποίο είναι διαλυμένα.

Για να το καταφέρουν, μια μεγάλη
περιστροφική δύναμη ασκείται στο φιαλίδιο,

προκαλώντας τις βαρύτερες ουσίες
με υψηλή πυκνότητα,

όπως τα κύτταρα του αίματος,

να απομακρυνθούν
από τον άξονα της περιστροφής.

Εν τω μεταξύ, ελαφρύτερες ουσίες
με χαμηλή πυκνότητα,

όπως το πλάσμα,

κινούνται προς το κέντρο.

Τα υλικά του φιαλιδίου
διαιρούνται ξεκάθαρα,

και τα κύτταρα και το υγρό πλάσμα
μπορούν να εξεταστούν ξεχωριστά.

Μα μερικές φορές, αντίθετα με το
πετρέλαιο, το θαλασσόνερο και το αίμα,

τα στοιχεία των μιγμάτων
που θέλουμε να διαχωρίσουμε,

μοιράζονται τις ίδιες φυσικές ιδιότητες.

Τότε, ο μόνος τρόπος να τα απομονώσουμε
είναι μέσω χημικού διαχωρισμού,

μια σύνθετη διαδικασία η οποία βασίζεται
στις μοναδικές αλληλεπιδράσεις

μεταξύ των υλικών του μίγματος
κι άλλων στοιχείων.

Μια από αυτές τις μεθόδους
είναι η χρωματογραφία,

ένα εργαλείο που χρησιμοποιούν οι
εγκληματολόγοι στις σκηνές του εγκλήματος.

Διαλύουν τα συλλεχθέντα στοιχεία
σε ένα αέριο,

και μπορούν να επιβλέψουν
και να αναλύσουν τα συστατικά

όσο αυτά διαχωρίζονται
και κινούνται σε διάφορες ταχύτητες

εξαιτίας των μοναδικών τους
χημικών ιδιοτήτων.

Αυτή η πληροφορία τους λέει με ακρίβεια
τι ήταν παρόν στη σκηνή,

βοηθώντας τους συχνά
να ταυτοποιήσουν τον ένοχο.

Οι μέθοδοι διαχωρισμού
δεν αφορούν μόνο τη βιομηχανία,

τις υποδομές,

την ιατρική,

και τη δικαιοσύνη.

Ένα από τα τεχνικά πιο φιλόδοξα
προγράμματα της ανθρώπινης ιστορίας,

είναι μία μέθοδος διαχωρισμού με σκοπό
την απάντηση σε ένα θεμελιώδες ερώτημα,

«Από τι αποτελείται το Σύμπαν;»

Επιταχύνοντας σωματίδια
σε εξαιρετικά μεγάλες ταχύτητες

και συγκρούοντάς τα μεταξύ τους,

μπορούμε εν ολίγοις να τα διασπάσουμε
στα συστατικά τους μέρη.

Κι αν τα καταφέρουμε, τι έπεται;

Υπάρχει κάποιο πιο στοιχειώδες σωματίδιο;

Κι αν ναι, από τι αποτελείται αυτό;