Как разделить то, что кажется неразделимым? — Иддо Маген

Посмотреть полный урок: http://ed.ted.com/lessons/how-do-we-separate-the-inseparable-iddo-magen

Ваш мобильный телефон в основном сделан из пластика и металла. Простое дело — ценить инновации, с помощью которых готовые элементы соединяются в нечто полезное и интересное. Но есть другая история, о которой мы мало слышим. Как мы получаем сырьё из хаотического скопления веществ, то есть природы? Иддо Маген даёт ответ при помощи искусных методов, известных как методы разделения.

Урок Иддо Магена, анимация — Augenblick Studios.

Ваш мобильный телефон в основном
сделан из пластика и металла.

Простое дело — ценить инновации,

с помощью которых готовые элементы
собираются в нечто полезное и интересное.

Но есть и другая история,
о которой мы мало слышим.

Как мы получаем сырьё

из хаотического скопления веществ,
коим является природа?

Ответом служит группа искусных уловок,
известных как методы разделения.

Они работают за счёт использования
основных свойств веществ,

позволяющих отделять их друг от друга.

Простые методы разделения применяются
во многих физических процессах:

выделение сливок из молока,

извлечение воды из почвы

или даже просеивание крупинок золота
из речного песка.

Но не все смеси легко разделяются.

В некоторых случаях

мы можем использовать различия между
физическими свойствами внутри смеси:

размер частиц,

плотность

или температура кипения,

чтобы извлечь желаемое.

Например, нефть —

это смесь различных углеводородов.

Некоторые из них используют как топливо,

а другие являются сырьём
для выработки электроэнергии.

Для их разделения эксперты опираются
на одну важную особенность:

разные углеводороды кипят
при разных температурах.

При кипении каждый вид углеводородов
испаряется при определённой температуре,

затем его отдельно отводят в сосуд

и по мере его остывания
собирают в виде жидкости.

Методы разделения применяют и на море.

В некоторых странах, страдающих от засухи,

океан — это единственный
доступный источник воды.

Конечно, люди не могут пить
солёную воду.

Один из способов обойти эту проблему —

это удалить соль из морской воды
при помощи процесса обратного осмоса,

основанного на разделении воды
на её составляющие по размеру.

Мембрана с по́рами больше
молекул воды,

но меньше частиц соли,

пропускает только пресную воду,

превращая то, что было непригодным
для питья, в живительную влагу.

Что касается медицины,

анализы крови являются жизненно важным
инструментом для оценки здоровья человека,

но врачи обычно не могут исследовать
образцы крови,

пока клетки крови не отделены

от жидкой плазмы, в которой они взвешены.

Для этого на пробирку действуют
мощной вращающей силой,

заставляя тяжёлые вещества
с более высокой плотностью,

например, клетки крови,

удаляться от оси вращения.

Тем временем более лёгкие вещества
с низкой плотностью,

например, плазма,

движутся к центру пробирки.

Содержимое пробирки чётко разделяется:

клетки крови и жидкая плазма
могут быть протестированы отдельно.

Но иногда, в отличие от нефти,
морской воды и крови,

компоненты смесей,
которые мы хотим разделить,

обладают одинаковыми
физическими свойствами.

В таких случаях выделить вещества
можно лишь химическим разделением,

а это сложный процесс, зависящий
от специфических взаимодействий

между компонентами смеси
и другого вещества.

Одним из таких методов является
хроматография —

инструмент судмедэкспертов
для исследования места преступления.

Они растворяют собранные улики в газе,

затем отслеживают
и анализируют ингредиенты

по мере их разделения
и продвижения с разными скоростями

из-за своих уникальных химических свойств.

Эта информация говорит учёным, что именно
находилось на месте преступления,

зачастую помогая определить виновника.

Методы разделения применяют
не только в промышленности,

инфраструктуре,

медицине

и правосудии.

Одним из самых технически амбициозных
проектов в истории человечества

является метод разделения, нацеленный
на разгадку фундаментального вопроса:

«Из чего состоит Вселенная?»

Ускоряя частицы
до предельно высоких скоростей

и сталкивая их между собой,

мы можем на очень короткое время
разбить их на составляющие.

И если нам удасться сделать это,
что дальше?

Существует ли самая элементарная частица?

И если это так, то из чего она состоит?