How do we separate the seemingly inseparable? - Iddo Magen

Translator: Hùng Đỗ Reviewer: Mỹ Bùi

Your cell phone is mainly made of plastics and metals.

Chiếc điện thoại di động của bạn được tạo thành chủ yếu từ nhựa và kim loại

It's easy to appreciate the inventive process

Quá trình sáng tạo khi tổng hợp những yếu tố đơn giản đó thành

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

chiếc điện thoại hữu ích và mang tính giải trí thật đáng ngưỡng mộ

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

Nhưng có những câu chuyện khác mà chúng ta ít để tâm hơn

How did we get our raw ingredients in the first place

Đó là làm thế nào chúng ta có được những nguyên liệu tinh

from the chaotic tangle of materials that is nature?

từ thiên nhiên hỗn tạp

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

Câu trả lời chính là một loạt các phương pháp gọi là Kỹ thuật chiết tách

They work by taking advantage of the fundamental properties of things

Lợi dụng những tính chất cơ bản của các vật

to disentangle them from each other.

để phân tách chúng ra khỏi lẫn nhau

Simple separation techniques apply to many physical scenarios,

Loại phương pháp phân tách đơn giản sử dụng trong nhiều trường hợp vật lý

like separating cream from milk,

như là tách kem từ sữa

extracting water from soil,

hút nước từ trong đất

or even sifting out flecks of gold from river sand.

hay ngay cả việc đãi vàng từ cát sông

But not all mixtures are so easy to unravel.

Nhưng không phải mọi hỗn hợp đều có thể chia tách dễ dàng như thế

In some of those cases,

Trong những trường hợp này,

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

chúng ta có thể lợi dụng sự khác biệt giữa các tính chất vật lý trong hỗn hợp

like particle size,

như là kích thước phân tử

density,

tỷ trọng

or boiling point

hay điểm sôi

to extract what's required.

để chiết tách thứ cần thiết

Take petroleum,

Ví dụ dầu thô

a mixture of different types of hydrocarbons.

một hỗn hợp nhiều loại Hydrocarbons

Some of these are valuable as fuels,

Một số trong đó rất có giá trị như xăng

and others make good raw materials for generating electric power.

và những thứ khác là nguyên vật liệu tốt cho việc sản xuất điện

To separate them, experts rely on one important feature:

Để phân tách chúng, các chuyên gia dựa vào một tính chất quan trọng nhất:

different hydrocarbons boil at different temperatures.

những chất Hydrocarbon khác nhau sôi ở nhiệt độ khác nhau

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

Trong quá trình đun sôi, mỗi chất bốc hơi ở một nhiệt độ sôi nhất định

then gets separately funneled into a container

sau đó chúng được phân tách theo tầng vào các bể chứa

and collected as a liquid as it cools.

và được thu nhập dưới dạng chất lỏng khi đã nguội

Separation techniques also take us to the sea.

Những phương pháp phân tách còn áp dụng cho cả nước biển

In some drought-stricken countries,

Ở 1 số quốc gia khô hạn

the ocean is the only available water source.

Biển là nguồn cung cấp nước duy nhất

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

Nhưng tất nhiên, con người không thể uống nước muối

One way to get around this problem

Cách duy nhất để khắc phục vấn đề này

is to remove salt from sea water with reverse osmosis,

là loại trừ muối từ nước biển bằng thẩm thấu ngược

a process that separates water's ingredients by size.

một quá trình phân tách thành phần có trong nước dựa vào kích thước

A membrane with pores bigger than water particles,

Một lớp màng với những lỗ trống lớn hơn phân tử nước

but smaller than salt particles,

nhưng nhỏ hơn phân tử muối

only lets fresh water pass through,

chỉ cho nước tinh chất đi qua

transforming what was once undrinkable into a life saver.

chuyển đổi từ nước không uống được thành nước uống cho sự sống

Meanwhile in the medical world,

Trong khi đó ở thế giới y học

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

thử máu là một công cụ đặc biệt quan trọng trong việc chuẩn đoán sức khỏe

but doctors typically can't examine blood samples

nhưng bác sĩ không thể thí nghiệm với mẫu máu

until they've separated the solid blood cells

cho tới khi nào họ phân tách hồng cầu dạng rắn

from the liquid plasma they're dissolved in.

từ dung dịch huyết tương mà chúng hòa tan vào

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

để làm việc đó, cần tác dụng một lực quay mạnh mẽ lên ống nghiệm

causing heavier substances with higher density,

khiến cho những chất nặng hơn với tỷ trọng lớn hơn

like blood cells,

như là tế bào máu

to move away from the rotational axis.

di chuyển ra xa trục quay

Meanwhile, lighter substances with lower density,

Trong khi đó, những thành phần nhẹ hơn với tỷ trọng nhỏ hơn

like plasma,

như huyết tương

move to its center.

tiến về phía trung tâm

The tube's contents divide clearly,

Hỗn hợp trong ống nghiệm đã được phân tách hoàn toàn

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

và tế bào máu lẫn huyêt tương có thể được kiểm tra một cách độc lập với nhau

But sometimes, unlike oil, seawater, and blood,

Nhưng đôi khi, không như dầu, nước biển, và máu

the parts of mixtures that we want to separate

thành phần của hỗn hợp mà chúng ta muốn phân tách

share the same physical properties.

có cùng đặc tính vật lý

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

Trong những trường hợp đó, cách duy nhất để tách thành phần là nhờ phân tách hóa học

a complex process that relies on unique interactions

Một quá trình phức tạp dựa trên phản ứng đặc trưng

between components within a mixture and another material.

giữa thành phần trong hỗn hợp với vật liệu khác

One of these methods is chromatography,

Một trong những phương pháp đó là sắc ký (chromatography)

a tool forensic scientists use to examine crime scenes.

một công cụ giúp các nhà khoa học dùng để giám định hiện trường

They dissolve gathered evidence in a gas,

Họ hòa tan những tang vật trong khí gas

and can monitor and analyze the ingredients

để có thể theo dõi và phân tích các thành phần

as they separate and move at varying speeds

khi chúng tách nhau ra và di chuyển với tốc độ khác nhau

due to their unique chemical properties.

do tính chất hóa học đặc trưng của chúng.

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

Thông tin này cho các nhà khoa học biết chính xác những thành phần có tại hiện trường

often helping to identify the culprit.

và thường giúp xác định thủ phạm

Separation techniques are not just about industry,

Kỹ thuật tách không chỉ thuộc về ngành công nghiệp,

infrastructure,

cơ sở hạ tầng,

medicine,

y học,

and justice.

và pháp lý.

One of the most technically ambitious projects in human history

Một trong những dự án nghiêm túc đầy tham vọng nhất trong lịch sử nhân loại

is a separation technique aimed at answering the fundamental question,

là kỹ thuật tách nhằm trả lời các câu hỏi căn bản,

"What is the Universe made of?"

"Vũ trụ được cấu thành từ những thứ gì?"

By accelerating particles to extremely high speeds

Bằng cách gia tốc các hạt đến tốc độ cực cao

and smashing them into each other,

và va chạm chúng với nhau

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

chúng ta có thể phá vỡ chúng thành những phần tử cấu thành

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

Và nếu chúng ta thành công, bước tiếp theo là gì?

Is there a most elementary particle?

Liệu có một loại hạt cơ bản nhất?

And if so, what's it made of?

Và nếu có, loại hạt cơ bản nhất đó được được tạo thành bởi thứ gì?