How do we separate the seemingly inseparable? - Iddo Magen

Translator: Kelwalin Dhanasarnsombut Reviewer: Rawee Ma

Your cell phone is mainly made of plastics and metals.

It's easy to appreciate the inventive process

มันง่ายที่จะเข้าใจกระบวนการ ประกอบส่วนเล็ก ๆ เหล่านี้

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

เป็นอะไรบางอย่างที่มีประโยชน์ และน่าสนใจ

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

แต่มันยังมีอีกเรื่อง ที่เราไม่เคยได้ยินมากมายเท่าไร

How did we get our raw ingredients in the first place

เราได้วัตถุดิบมาตั้งแต่แรกได้อย่างไรตั้งแต่แรก

from the chaotic tangle of materials that is nature?

จากความยุ่งเหยิงของสารตามธรรมชาติ

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

คำตอบคือกลุ่มของการจัดการอันชาญฉลาด ที่เรียกว่า เทคนิคการแยก

They work by taking advantage of the fundamental properties of things

พวกมันทำงานโดยใช้ข้อได้เปรียบ จากคุณลักษณะพื้นฐานของสิ่งต่าง ๆ

to disentangle them from each other.

เพื่อจัดแยกพวกมันออกจากกัน

Simple separation techniques apply to many physical scenarios,

เทคนิคการแยกง่าย ๆ ที่ใช้กับเหตุการณ์ทางกายภาพมากมาย

like separating cream from milk,

อย่างการแยกครีมออกจากนม

extracting water from soil,

การสกัดน้ำจากดิน

or even sifting out flecks of gold from river sand.

หรือแม้แต่ร่อนเศษทองออกจากทรายในแม่น้ำ

But not all mixtures are so easy to unravel.

แต่ไม่ใช่ว่าของผสมทุกอย่าง จะแยกออกจากกันโดยง่าย

In some of those cases,

ในบางกรณี

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

เราสามารถสำรวจความแตกต่าง ระหว่างคุณลักษณะทางกายภาพภายในของผสม

like particle size,

เช่นขนาดอนุภาค

density,

ความหนาแน่น

or boiling point

หรือจุดเดือด

to extract what's required.

เพื่อสกัดสิ่งที่ต้องการได้

Take petroleum,

ลองพิจารณาดู ปิโตรเลียม

a mixture of different types of hydrocarbons.

ซึ่งคือของผสมของไฮโดรคาร์บอนหลายชนิด

Some of these are valuable as fuels,

บางส่วนของมันมีค่า อย่างเช่นน้ำมัน

and others make good raw materials for generating electric power.

และบางส่วนเป็นวัตถุดิบที่ดี สำหรับการให้พลังงานอิเล็กทรอนิค

To separate them, experts rely on one important feature:

เพื่อที่จะแยกพวกมัน ผู้เชี่ยวชาญพึ่งพา ลักษณะหนึ่งที่สำคัญ

different hydrocarbons boil at different temperatures.

ซึ่งก็คือ ไฮโดรคาร์บอนที่ต่างกัน เดือดที่อุณหภูมิที่ต่างกัน

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

ระหว่างกระบวนการเดือด แต่ละส่วนระเหยที่จุดจำเพาะ

then gets separately funneled into a container

จากนั้นก็ถูกกรองแยกกัน ในภาชนะ

and collected as a liquid as it cools.

และเก็บเป็นของเหลวเมื่อมันเย็นลง

Separation techniques also take us to the sea.

เทคนิคการแยกยังพาเราไปยังทะเล

In some drought-stricken countries,

ในบางประเทศที่แห้งแล้ง

the ocean is the only available water source.

ทะเลเป็นเพียงแหล่งน้ำเดียวที่มี

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

แต่แน่นอน มนุษย์ไม่สามารถดื่มน้ำเกลือได้

One way to get around this problem

ทางเดียวที่จะแก้ปัญหาได้

is to remove salt from sea water with reverse osmosis,

ก็คือกำจัดเกลือออกจากน้ำทะเล ด้วยกระบวนการออสโมซิสย้อนกลับ

a process that separates water's ingredients by size.

ซึ่งคือกระบวนการที่แยกส่วนประกอบในน้ำ โดยขนาด

A membrane with pores bigger than water particles,

เยื่อที่มีรูใหญ่กว่าอนุภาคของน้ำ

but smaller than salt particles,

แต่เล็กกว่าอนุภาคของเกลือ

only lets fresh water pass through,

จะยอมให้น้ำสะอาดผ่านได้เท่านั้น

transforming what was once undrinkable into a life saver.

เป็นการเปลี่ยนสิ่งที่ครั้งหนึ่ง ไม่สามารถใช้ดื่มได้ไปเป็นสิ่งที่ให้ชีวิต

Meanwhile in the medical world,

ในขณะเดียวกันในวงการแพทย์

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

การทดสอบเลือดเป็นเครื่องมือสำคัญ สำหรับการประเมินสุขภาพของคน

but doctors typically can't examine blood samples

แต่หมอมักจะไม่สามารถ ตรวจสอบตัวอย่างเลือดได้

until they've separated the solid blood cells

จนกระทั่งพวกมันถูกแยก เอาเม็ดเลือดที่เป็นของแข็ง

from the liquid plasma they're dissolved in.

ออกจากพลาสม่าที่เป็นของเหลว ที่พวกมันละลายอยู่

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

เพื่อที่จะทำอย่างนั้น หลอดทดลอง ถูกปั่นเหวี่ยงอย่างแรง

causing heavier substances with higher density,

ทำให้สิ่งที่มีน้ำหนักมากกว่า ที่มีความหนาแน่นมากกว่า

like blood cells,

เช่น เม็ดเลือด

to move away from the rotational axis.

เคลื่อนที่ออกห่างจากแกนหมุน

Meanwhile, lighter substances with lower density,

ในขณะเดียวกันสิ่งที่มีน้ำหนักเบากว่า ที่มีความหนาแน่นน้อยกว่า

like plasma,

อย่างเช่น พลาสม่า

move to its center.

ก็เคลื่อนไปยังศูนย์กลาง

The tube's contents divide clearly,

สารในหลอดถูกแยกอย่างชัดเจน

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

และเม็ดเลือดและพลาสม่าของเหลว สามารถถูกทดสอบแยกกันได้

But sometimes, unlike oil, seawater, and blood,

แต่บางครั้ง ไม่เหมือนกับน้ำมัน น้ำทะเล และเลือด

the parts of mixtures that we want to separate

ส่วนของของผสามที่เราอยากจะแยก

share the same physical properties.

มีคุณลักษณะทางกายภาพเหมือนกัน

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

ในกรณีเหล่านี้ วิธีแยกส่วนประกอบ คือโดยการแยกทางเคมี

a complex process that relies on unique interactions

ซึ่งคือกระบวนการที่พึ่งพา กับปฏิสัมพันธ์ที่เป็นเอกลักษณ์

between components within a mixture and another material.

ระหว่างองค์ประกอบภายในของผสม และสารอื่น ๆ

One of these methods is chromatography,

หนึ่งในวิธีการเหล่านี้ก็คือ โครมาโตกราฟี

a tool forensic scientists use to examine crime scenes.

ซึ่งคืออุปกรณ์ที่นักนิติวิทยาศาสตร์ ใช้เพื่อตรวจสอบสถานที่เกิดเหตุ

They dissolve gathered evidence in a gas,

พวกเขาละลายหลักฐานที่ได้มาในก๊าซ

and can monitor and analyze the ingredients

และสามารถติดตาม และวิเคราะห์ส่วนประกอบได้

as they separate and move at varying speeds

เมื่อพวกมันแยกและเคลื่อนไป ด้วยความเร็วที่ต่างกัน

due to their unique chemical properties.

เนื่องจากคุณลักษณะทางเคมี ที่มีเอกลักษณ์ของพวกมัน

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

ข้อมูลนั้นเมื่อเป็นที่ทราบต่อนักวิทยาศาสตร์ อย่างแน่นอนแล้ว ว่ามีอะไรอยู่ในที่เกิดเหตุ

often helping to identify the culprit.

มักจะช่วยในการบ่งชี้ผู้กระทำผิดได้

Separation techniques are not just about industry,

เทคนิคการแยกไม่ได้เกี่ยวกับแค่อุตสาหกรรม

infrastructure,

โครงสร้างพื้นฐาน

medicine,

หยูกยา

and justice.

และความยุติธรรม

One of the most technically ambitious projects in human history

หนึ่งในโครงการที่ใช้ความพยายามทางเทคนิค มากที่สุดในประวัติศาสตร์มนุษย์

is a separation technique aimed at answering the fundamental question,

คือเทคนิคการแยกที่มีเป้าหมาย ในการตอบคำถามพื้นฐาน

"What is the Universe made of?"

ซึ่งก็คือ "จักรวาลทำมาจากอะไร"

By accelerating particles to extremely high speeds

โดยการเร่งอนุภาค ให้มีความเร็วสูงมาก ๆ

and smashing them into each other,

และชนพวกมันเข้าด้วยกัน

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

เราสามารถแยกพวกมันเป็นส่วนพื้นฐาน แม้ว่าจะเพียงชั่วคราว

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

และถ้าเราทำสำเร็จ แล้วก้าวต่อไปล่ะ

Is there a most elementary particle?

มันมีอนุภาคพื้นฐานที่สุดอยู่หรือเปล่า

And if so, what's it made of?

และถ้ามี มันทำมาจากอะไรกัน