How do we separate the seemingly inseparable? - Iddo Magen

Переводчик: Alexey Kaynaryan Редактор: Andrey Zaytsev

Your cell phone is mainly made of plastics and metals.

Ваш мобильный телефон в основном сделан из пластика и металла.

It's easy to appreciate the inventive process

Простое дело — ценить инновации,

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

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

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

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

How did we get our raw ingredients in the first place

Как мы получаем сырьё

from the chaotic tangle of materials that is nature?

из хаотического скопления веществ, коим является природа?

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

Ответом служит группа искусных уловок, известных как методы разделения.

They work by taking advantage of the fundamental properties of things

Они работают за счёт использования основных свойств веществ,

to disentangle them from each other.

позволяющих отделять их друг от друга.

Simple separation techniques apply to many physical scenarios,

Простые методы разделения применяются во многих физических процессах:

like separating cream from milk,

выделение сливок из молока,

extracting water from soil,

извлечение воды из почвы

or even sifting out flecks of gold from river sand.

или даже просеивание крупинок золота из речного песка.

But not all mixtures are so easy to unravel.

Но не все смеси легко разделяются.

In some of those cases,

В некоторых случаях

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

мы можем использовать различия между физическими свойствами внутри смеси:

like particle size,

размер частиц,

density,

плотность

or boiling point

или температура кипения,

to extract what's required.

чтобы извлечь желаемое.

Take petroleum,

Например, нефть —

a mixture of different types of hydrocarbons.

это смесь различных углеводородов.

Some of these are valuable as fuels,

Некоторые из них используют как топливо,

and others make good raw materials for generating electric power.

а другие являются сырьём для выработки электроэнергии.

To separate them, experts rely on one important feature:

Для их разделения эксперты опираются на одну важную особенность:

different hydrocarbons boil at different temperatures.

разные углеводороды кипят при разных температурах.

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

При кипении каждый вид углеводородов испаряется при определённой температуре,

then gets separately funneled into a container

затем его отдельно отводят в сосуд

and collected as a liquid as it cools.

и по мере его остывания собирают в виде жидкости.

Separation techniques also take us to the sea.

Методы разделения применяют и на море.

In some drought-stricken countries,

В некоторых странах, страдающих от засухи,

the ocean is the only available water source.

океан — это единственный доступный источник воды.

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

Конечно, люди не могут пить солёную воду.

One way to get around this problem

Один из способов обойти эту проблему —

is to remove salt from sea water with reverse osmosis,

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

a process that separates water's ingredients by size.

основанного на разделении воды на её составляющие по размеру.

A membrane with pores bigger than water particles,

Мембрана с по́рами больше молекул воды,

but smaller than salt particles,

но меньше частиц соли,

only lets fresh water pass through,

пропускает только пресную воду,

transforming what was once undrinkable into a life saver.

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

Meanwhile in the medical world,

Что касается медицины,

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

анализы крови являются жизненно важным инструментом для оценки здоровья человека,

but doctors typically can't examine blood samples

но врачи обычно не могут исследовать образцы крови,

until they've separated the solid blood cells

пока клетки крови не отделены

from the liquid plasma they're dissolved in.

от жидкой плазмы, в которой они взвешены.

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

Для этого на пробирку действуют мощной вращающей силой,

causing heavier substances with higher density,

заставляя тяжёлые вещества с более высокой плотностью,

like blood cells,

например, клетки крови,

to move away from the rotational axis.

удаляться от оси вращения.

Meanwhile, lighter substances with lower density,

Тем временем более лёгкие вещества с низкой плотностью,

like plasma,

например, плазма,

move to its center.

движутся к центру пробирки.

The tube's contents divide clearly,

Содержимое пробирки чётко разделяется:

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

клетки крови и жидкая плазма могут быть протестированы отдельно.

But sometimes, unlike oil, seawater, and blood,

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

the parts of mixtures that we want to separate

компоненты смесей, которые мы хотим разделить,

share the same physical properties.

обладают одинаковыми физическими свойствами.

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

В таких случаях выделить вещества можно лишь химическим разделением,

a complex process that relies on unique interactions

а это сложный процесс, зависящий от специфических взаимодействий

between components within a mixture and another material.

между компонентами смеси и другого вещества.

One of these methods is chromatography,

Одним из таких методов является хроматография —

a tool forensic scientists use to examine crime scenes.

инструмент судмедэкспертов для исследования места преступления.

They dissolve gathered evidence in a gas,

Они растворяют собранные улики в газе,

and can monitor and analyze the ingredients

затем отслеживают и анализируют ингредиенты

as they separate and move at varying speeds

по мере их разделения и продвижения с разными скоростями

due to their unique chemical properties.

из-за своих уникальных химических свойств.

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

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

often helping to identify the culprit.

зачастую помогая определить виновника.

Separation techniques are not just about industry,

Методы разделения применяют не только в промышленности,

infrastructure,

инфраструктуре,

medicine,

медицине

and justice.

и правосудии.

One of the most technically ambitious projects in human history

Одним из самых технически амбициозных проектов в истории человечества

is a separation technique aimed at answering the fundamental question,

является метод разделения, нацеленный на разгадку фундаментального вопроса:

"What is the Universe made of?"

«Из чего состоит Вселенная?»

By accelerating particles to extremely high speeds

Ускоряя частицы до предельно высоких скоростей

and smashing them into each other,

и сталкивая их между собой,

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

мы можем на очень короткое время разбить их на составляющие.

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

И если нам удасться сделать это, что дальше?

Is there a most elementary particle?

Существует ли самая элементарная частица?

And if so, what's it made of?

И если это так, то из чего она состоит?