How do we separate the seemingly inseparable? - Iddo Magen

翻訳: Keiko Marutani 校正: Misaki Sato

Your cell phone is mainly made of plastics and metals.

あなたの携帯電話は 主に プラスチックと金属でできています

It's easy to appreciate the inventive process

創意工夫で これらの素材を加工し 便利さや楽しさ溢れる携帯電話を

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

組み立てていることが 素晴らしいのは周知の事実です

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

でも 私たちがあまり 耳にしない裏話も存在します

How did we get our raw ingredients in the first place

そもそも 混沌ともつれ合う 自然界の物質から

from the chaotic tangle of materials that is nature?

いったいどのようにして 原材料を取り出したのでしょうか

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

それは分離技術として知られる 賢い手法のお陰なのです

They work by taking advantage of the fundamental properties of things

物質同士が互いに分離しあう 基本的な特性の利点を活かして

to disentangle them from each other.

分離していくのです

Simple separation techniques apply to many physical scenarios,

さまざまな物質に 簡単な分離技術が適用され

like separating cream from milk,

牛乳からクリームを 分離したり

extracting water from soil,

土から水を分離したり

or even sifting out flecks of gold from river sand.

川底の砂から金粉をふるい取ったり しています

But not all mixtures are so easy to unravel.

しかしすべての混合物が簡単に 分離できるわけではありません

In some of those cases,

求めるものを抽出するために

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

場合によっては 粒子の大きさや 密度 沸点など

like particle size,

場合によっては 粒子の大きさや 密度 沸点など

density,

混合物に含まれる物質特性の

or boiling point

混合物に含まれる物質特性の

to extract what's required.

違いを活用することができます

Take petroleum,

例えば さまざまな炭化水素の

a mixture of different types of hydrocarbons.

組み合わせで構成されている 石油をとりあげてみましょう

Some of these are valuable as fuels,

その中には燃料として 価値のある物質もあれば

and others make good raw materials for generating electric power.

発電に必要な原材料となる 物質もあります

To separate them, experts rely on one important feature:

それを分離するために 専門家はある重要な特性を重視します

different hydrocarbons boil at different temperatures.

それは炭化水素によって沸点が 異なるという特性です

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

沸騰する過程で それぞれが特定の温度で蒸発するため

then gets separately funneled into a container

それぞれ別の容器に振り分けられ

and collected as a liquid as it cools.

冷却したときに それぞれ 個別の液体として採取されます

Separation techniques also take us to the sea.

分離技術は海洋にも 応用されています

In some drought-stricken countries,

ある国が干ばつに見まわれ

the ocean is the only available water source.

海水だけが唯一 手に入る 飲用に使える水資源だとします

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

しかし もちろん海水のままでは 飲むことは不可能です

One way to get around this problem

この問題を回避する一つの方法は

is to remove salt from sea water with reverse osmosis,

水に混ざった物質を その粒子の大きさごとに分離する

a process that separates water's ingredients by size.

逆浸透法を用いて 海水から 塩分を取り除くことです

A membrane with pores bigger than water particles,

水の粒子より大きいけれど 塩の粒子より小さな

but smaller than salt particles,

穴をもつ皮膜なら

only lets fresh water pass through,

淡水しか透過せず

transforming what was once undrinkable into a life saver.

飲めない水を命綱となる飲料水に 変えることができるのです

Meanwhile in the medical world,

医学の世界では 健康診断において

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

血液検査が重要なツールですが

but doctors typically can't examine blood samples

しかし 一般的に医師は 血液を

until they've separated the solid blood cells

固体成分の血球と液体成分の血漿に 分けてから

from the liquid plasma they're dissolved in.

検査します

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

そのために 試験管を 強力な遠心装置にかけ

causing heavier substances with higher density,

血球のように より密度が高く重い物質が

like blood cells,

回転軸から遠く離れていく 特性を使って分離していきます

to move away from the rotational axis.

回転軸から遠く離れていく 特性を使って分離していきます

Meanwhile, lighter substances with lower density,

さらに 血漿のように より密度が低く軽い物質は

like plasma,

さらに 血漿のように より密度が低く軽い物質は

move to its center.

中央に移動していきます

The tube's contents divide clearly,

試験管内の中身はきれいに分離され

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

血球と血漿を別々に 検査することが可能となります

But sometimes, unlike oil, seawater, and blood,

しかし時には 油や海水 血液とは違い

the parts of mixtures that we want to separate

混合物の中の 分離したい物質が

share the same physical properties.

同じ物質的特性を持っている こともあります

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

その場合 物質を分離させるための 唯一の方法となるのは

a complex process that relies on unique interactions

混合物内の構成要素と 別の物質との間に起きる

between components within a mixture and another material.

独特なやり取りに依存する 複雑なプロセスの化学分離法です

One of these methods is chromatography,

その一つの手法が 科学捜査官が犯罪現場の調査で

a tool forensic scientists use to examine crime scenes.

用いるクロマトグラフィーです

They dissolve gathered evidence in a gas,

収集した証拠物質をガスの中で溶解し

and can monitor and analyze the ingredients

独特の化学特性により それらの証拠物質が分離されて

as they separate and move at varying speeds

個別のスピードで動き始めると

due to their unique chemical properties.

構成成分を観察し 分析することができます

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

そこから得たデータによって 犯罪現場に残っていた物質が解明され

often helping to identify the culprit.

犯人割り出しに役立つことも 頻繁にあります

Separation techniques are not just about industry,

分離技術の活躍の場は工業やインフラ

infrastructure,

分離技術の活躍の場は工業やインフラ

medicine,

医学 裁判だけではありません

and justice.

医学 裁判だけではありません

One of the most technically ambitious projects in human history

「この宇宙は何でできているのか」 という基本的な疑問への答えを追求する

is a separation technique aimed at answering the fundamental question,

歴史上 最も野心的な取り組みの 一つが分離技術なのです

"What is the Universe made of?"

歴史上 最も野心的な取り組みの 一つが分離技術なのです

By accelerating particles to extremely high speeds

粒子を超高速まで加速させ 互いに衝突させることで

and smashing them into each other,

瞬間的に構成要素を 分離することが可能です

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

瞬間的に構成要素を 分離することが可能です

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

それに成功したら 次に分離するのは？

Is there a most elementary particle?

さらに最小の要素となる粒子は 存在するのでしょうか

And if so, what's it made of?

そうだとしたら それは 何によって作られているのでしょうか？