How do we separate the seemingly inseparable? - Iddo Magen

Translator: soheila Jafari Reviewer: sadegh zabihi

Your cell phone is mainly made of plastics and metals.

تلفن‌همراه شما بیشتر از پلاستیک و فلزات درست شده است

It's easy to appreciate the inventive process

به آسانی می‌توان روند مبتکرانه را درک کرد

by which those elements are made to add up to something so useful and entertaining.

که در آن این عناصر با هم ترکیب و به چیزی بسیار مفید و سرگرم کننده تبدیل شوند.

But there's another story we don't hear about as much.

اما داستان دیگری وجود دارد که ما در مورد آن زیاد نشنیده‌ایم.

How did we get our raw ingredients in the first place

چگونه ما مواد خام را در وهله اول از مواد

from the chaotic tangle of materials that is nature?

درهم و برهم موجود در طبیعت بدست می‌آوریم.

The answer is a group of clever hacks known as separation techniques.

پاسخ در گروه هوشمندی از روش‌هاست که به عنوان روش‌های جداسازی شناخته می‌شوند.

They work by taking advantage of the fundamental properties of things

آنها با بهره‌گیری از ویژگی‌های مواد

to disentangle them from each other.

برای جدا‌سازی از یکدیگر استفاده می‌شوند.

Simple separation techniques apply to many physical scenarios,

روش‌های ساد جداسازی برای خیلی از حالات فیزیکی عمل می‌کند،

like separating cream from milk,

مانند جداسازی خامه از شیر،

extracting water from soil,

استخراج آب از خاک،

or even sifting out flecks of gold from river sand.

یا حتی غربال کردن طلا از ریگ‌های رودخانه‌ها.

But not all mixtures are so easy to unravel.

اما جداسازی همه مخلوط‌ها به این سادگی نیست.

In some of those cases,

در برخی موارد،

we can exploit the differences between physical properties within a mixture,

ما می‌توانیم ازتفاوت بین خواص فیزیکی یک مخلوط بهره بگیریم،

like particle size,

مانند اندازه ذرات،

density,

چگالی،

or boiling point

یا نقطه جوش

to extract what's required.

برای استخراج ماده مورد نیاز.

Take petroleum,

نفت خام که ترکیبی از مواد

a mixture of different types of hydrocarbons.

مختلف هیدروکربن هست در نظر بگیرید.

Some of these are valuable as fuels,

برخی از آنها برای سوخت ارزشمند هستند،

and others make good raw materials for generating electric power.

و برخی دیگر مواد خامی مناسب برای تولید نیروی برق هستند.

To separate them, experts rely on one important feature:

برای جداسازی آنها، کارشناشان تکیه بر ویژگی مهم دارند.

different hydrocarbons boil at different temperatures.

هیدروکربن‌های مختلف در درجه ‌ حرارت‌های مختلف به جوش می‌آیند.

During the boiling process, each type vaporizes at a precise point,

در طول فرأیند جوش، هریک از مواد دریک نقطه جوش دقیق تبخیر می‌شوند،

then gets separately funneled into a container

سپس به طور جداگانه سرازیز ظرفی می‌شوند

and collected as a liquid as it cools.

و ماده جمع‌اوری شده هنگامی که سرد شد مایع می‌شود.

Separation techniques also take us to the sea.

روش‌های جدا‌سازی ما را به دریا نیز می‌برد.

In some drought-stricken countries,

برخی از کشورهایی کم آب و مواجه با خشکسالی،

the ocean is the only available water source.

اقیانوس تنها منبع موجود آب است.

But of course, humans can't drink salt water.

اما البته که، انسان نمی‌تواند آب شور را بخورد.

One way to get around this problem

یک راه برای حل این مشکل

is to remove salt from sea water with reverse osmosis,

این است که نمک را از آب با استفاده از روش اسمز وارونه(خاصیت نفوذ و حلول) گرفت،

a process that separates water's ingredients by size.

یک فرایند که مواد موجود در آب را با توجه به اندازه آنها از هم جدا می‌کند.

A membrane with pores bigger than water particles,

غشایی با روزنه‌هایی بزرگتر از ذرات آب،

but smaller than salt particles,

اما کوچکتر از ذرات نمک هست

only lets fresh water pass through,

که تنها اجازه می‌دهد آب شیرین از داخل روزنه‌ها عبور کند،

transforming what was once undrinkable into a life saver.

و آب غیرآشامیدنی را به نجات دهنده زندگی تبدیل می‌کند.

Meanwhile in the medical world,

درهمین حال در جهان پزشکی،

blood tests are a vital tool for evaluating a person's health,

آزمایش خون ابزاری حیاتی‌ برای ارزیابی سلامت افراد است،

but doctors typically can't examine blood samples

اما پزشکان معمولا نمی‌توانند نمونه خون را آزمایش کنند

until they've separated the solid blood cells

مگر اینکه سلول‌های جامد موجود در خون را

from the liquid plasma they're dissolved in.

از پلاسمای مایعی که آنها در آن حل شده‌اند جدا کنند.

To do that, a powerful rotational force is exerted on the test tube,

برای انجام این، یک نیروی چرخشی قدرتمند بر لوله آزمایش اعمال می‌شود،

causing heavier substances with higher density,

و باعث می‌شود مواد سنگین‌تر با تراکم بالاتر،

like blood cells,

مانند سلول‌های خون،

to move away from the rotational axis.

از محور چرخش فاصله بگیرند.

Meanwhile, lighter substances with lower density,

در حالی که مواد سبک‌تر با تراکم کمتر،

like plasma,

مانند پلاسما،

move to its center.

به مرکز محور نزدیکتر می‌شوند.

The tube's contents divide clearly,

و محتویات لوله به وضوح جدا می‌شوند،

and the blood cells and liquid plasma can be tested independently.

و سلول‌های خون و پلاسمای مایع می‌توانند بطور جداگانه مورد آزمایش قرار گیرند.

But sometimes, unlike oil, seawater, and blood,

اما گاهی، برعکس نفت، آب دریا و خون،

the parts of mixtures that we want to separate

بخشی از مخلوط‌ها که می‌خواهم آنها را جدا کنیم

share the same physical properties.

خواص فیزیکی مشابهی دارند.

In these cases, the only way to isolate ingredients is by chemical separation,

در این موارد، تنها راه جدا کردن یک ماده استفاده از روش جداسازی شیمیایی‌ست،

a complex process that relies on unique interactions

یک فرآینده پیچیده که تکیه بر واکنش‌های منحصر بفرد

between components within a mixture and another material.

بین ترکیبات داخل مخلوط و دیگر مواد دارد.

One of these methods is chromatography,

یکی از این روش‌ها کروماتوگرافی‌ست،

a tool forensic scientists use to examine crime scenes.

یک ابزار علمی پزشکی قانونی که از آن برای بررسی صحنه‌های جرم و جنایت استفاده می‌شود.

They dissolve gathered evidence in a gas,

آنها شواهد جمع‌آوری شده را در گاز حل می‌کنند

and can monitor and analyze the ingredients

و می‌توانند ترکیبات را بررسی و تحلیل کنند

as they separate and move at varying speeds

زیرا بر اساس خواص شیمایی منحصر بفرد مواد

due to their unique chemical properties.

آنها با سرعت‌های متفاوت از هم جدا می‌شوند.

That information then tells scientists precisely what was present at the scene,

این اطلاعات سپس به دانشمندان می‌گوید که دقیقا در صحنه جنایت چه چیزی وجود داشته،

often helping to identify the culprit.

و اغلب به شناخت هویت مقصر کمک می‌کند.

Separation techniques are not just about industry,

روش‌های جداسازی تنها برای صنعت،

infrastructure,

زیربناها،

medicine,

پزشکی،

and justice.

و عدالت بکار نمی‌رود.

One of the most technically ambitious projects in human history

بلکه یکی از فنی ترین پروژه های بلند پروازانه در طول تاریخ بشر

is a separation technique aimed at answering the fundamental question,

استفاده از روش جداسازی برای پاسخ به این سوال اساسی ‌است که،

"What is the Universe made of?"

« جهان از چه ساخته شده ؟»

By accelerating particles to extremely high speeds

با شتاب دادن به ذارت تا سرعت‌های بسیار بالا

and smashing them into each other,

و کوباندن آنها به یکدیگر،

we can break them into their constituent parts ever so briefly.

ما می توانیم آنها را به قطعات تشکیل دهنده ‌شان بشکنیم.

And if we succeed at that, what's next?

و اگر ما در این کار موفق شویم، بعد از آن چه خواهد شد؟

Is there a most elementary particle?

آیا بنیادی ترین ذره وجود دارد؟

And if so, what's it made of?

و اگر چنین است، از چه چیزی ساخته شده است؟