یک پروژه‌ی فیزیکی گران‌رو از دوستداران علم

مقدمه:
خون مصنوعی در فیلم‌ها بسیار استفاده می‌شود. حتی می‌توان در بازی‌های خانه هم از آن استفاده کرد و بازی‌های خنده‌داری به راه انداخت. می‌توان صورت خود را شبیه شخصیت‌های فیلم‌های ترسناک درآورد و یا در نقش پزشک و بیمار یک نمایش اجرا کرد و اوقات جالبی را ساخت.

 

اگرچه ممکن است در عکس‌های سیاه و سفید، سس شکلات بتواند جایگزین خون مصنوعی باشد، اما در عکس‌های رنگی چنین چیزی امکان ندارد. اگر بخواهید با کسی روبرو شوید هم او در نگاه اول می‌فهمد که دست خود را به شکلات آغشته کردید! در فعالیت علمی امروز به شما کمک می‌کنیم که خون مصنوعی قرمز خوش‌رنگ و البته خوشمزه‌ای را بسازید!

پیش‌زمینه:
ویژگی‌های یک مایع یا سیال را عوامل مختلفی تعیین می‌کنند، از جمله مهم‌ترین این عوامل می‌توان رنگ و چسبندگی را نام برد. چسبندگی معیاری است که با آن میزان چسبناک بودن و غلظت مایع را می‌سنجند. این عامل میزان مقاومت مایع را در برابر جاری شدن نشان می‌دهد. چسبندگی در کنار چگالی خون، نشان می‌دهد که خون چطور در رگ‌ها جاری شده و حرکت می‌کند. همچنین این عوامل تعیین می‌کنند که هنگام بریدن انگشت شما، خون با چه میزان مقاومت در برابر جاری شدن از انگشت شما به بیرون می‌ریزد.

در بدن یک فرد سالم با دمای طبیعی ۳۷ درجه‌ی سانتی‌گراد، خون چهار برابر چسبندگی بیشتری نسبت به آب دارد. اما چگالی آن تنها اندکی از آب بیشتر است. نتیجه می‌گیریم که خون از آب چسبناک‌تر است و آهسته‌تر روی یک سطح جریان پیدا می‌کند.

از طرف دیگر شربت‌هایی مانند شربت ذرت و یا عسل هزار برابر خون چسبناک هستند. این دست مواد همچنین بسیار چگال‌تر هستند. ترکیب آن‌ها با آب می‌تواند چسبندگیشان را کاهش دهد.

تعیین رنگ خون بدن انسان کاری بسیار ساده است. خون همواره به رنگ قرمز دیده می‌شود. قرمزی خون به دلیل وجود گلبول‌های قرمز در آن است. این گلبول‌‌ها اکسیژن را از ریه‌ها به بافت‌ها و اندام‌های مختلف بدن می‌رسانند. این حامل‌ها هنگام حمل اکسیژن به رنگ قرمز درخشان هستند.

خون انعقاد یافته یا همان خون لخته شده، ظاهر متفاوتی دارد. واکنش‌هایی شیمیایی در آن روی می‌دهد که منجر می‌شود رنگ خون به قرمز تیره متمایل شود. همچنین خون لخته شده اندکی غلیظ‌تر و ژله‌ای‌تر است.
حال که شما اطلاعاتی درباره‌ی خون و ساختار آن به دست آوردید، می‌توانید برای خود خون مصنوعی بسازید.

مواد و وسایل مورد نیاز:

سه فنجان یا لیوان کوچک
آرد
آب
شربت ذرت
سس شکلات

رنگ خوراکی قرمز و آبی (در هنگام کار با این رنگ‌ها مراقب باشید، از یک سطح قابل شستشو استفاده نمایید. هر بار که سطح به رنگ خوراکی آلوده شد آن را به سرعت پاک کنید.)
تخته‌ی برش یا صفحه‌ی مسطح به رنگ روشن یا سفید
سه قاشق کوچک (قاشق چایخوری مناسب است)
قاشق‌های اندازه‌گیری
سینک یا یک کاسه همراه آب برای شستن فنجان‌ها و صفحه‌ی مسطح
حوله برای خشک کردن صفحه‌ی مسطح
ناحیه‌ای که بتوانید در آن کار کنید و کار با مواد رنگی مشکلی ایجاد نکند
لباس کهنه و قدیمی که در صورت رنگی شدن مشکلی ایجاد نشود
کاغذ و مداد (اختیاری)
مواد دیگری برای آزمایش، مانند سس گوجه فرنگی، قهوه، شربت میوه‌ای، نشاسته‌ی ذرت (اختیاری)

آماده‌سازی:
ناحیه و لباس کار خود را انتخاب کنید. شستن و نظافت خون مصنوعی کار سختی است
مواد و وسایل لازمتان را در محل مورد نظر قرار دهید

روش کار:

یک قاشق آرد را با دو قاشق آب در یک فنجان مخلوط کنید. (می‌توانید از همه‌ی مراحل کار و دستور تهیه‌ی خون مصنوعی یادداشت بردارید. با این کار می‌توانید خون مصنوعیتان را بارها درست کنید!)

سه قاشق شربت ذرت را در فنجان دوم بریزید.

سه قاشق آب در فنجان سوم بریزید.

در هر کدام از فنجان‌ها دو قطره رنگ خوراکی قرمز بریزید و نحوه‌ی پراکنده شدن رنگ را مشاهده کنید. آیا رنگ قرمز در هر سه فنجان به طور یکسان پراکنده می‌شود؟

از قاشق‌های کوچک برای به هم زدن مواد داخل فنجان‌ها استفاده کنید. مطمئن شوید که قاشق مخصوص هر فنجان با فنجان‌های دیگر اشتباه نمی‌شود.

از محتویات هر کدام از فنجان‌ها حدود یک چهارم قاشق روی یک گوشه‌ی تخته‌ی مسطح بریزید و تخته را به آرامی به یک سمت متمایل کنید به طوری که مانند یک سطح شیبدار شود. در این صورت مایع‌ها باید روی سطح جریان پیدا کنند. آیا هر سه سیال با یک سرعت یکسان جاری شدند؟ آیا بعضی از خود ردی به جا گذاشته و بعضی دیگر بدون رد هستند؟ به نظر شما کدام یک بیشتر شبیه به خون واقعی است و می‌تواند بهترین خون مصنوعی باشد؟

حتما متوجه شدید که فنجان حاوی آب و رنگ قرمز به دلیل سرعت بالای جاری شدن شبیه به خون نیست. این فنجان را در سینک بشویید و صفحه‌ی مسطح را هم پاک کنید تا برای آزمایش مواد دیگری آماده باشد.

فنجان خالی را خشک کرده و نیمی از محتویات دو فنجان قبلی را در آن با هم مخلوط کنید. اگر ترجیح می‌دهید سیال تازه‌ای در این فنجان بسازید، دستور زیر را دنبال کنید: نصف قاشق آرد، یک قاشق آب، یک و نیم قاشق شربت ذرت و دو قطره رنگ خوراکی قرمز. این مواد را با هم ترکیب کنید. در صورت تمایل مراحل کارتان را یادداشت کنید.

دوباره مقداری از هر سه فنجان را در گوشه‌ی صفحه بریزید و آن را اندکی شیبدار کنید تا سیال‌ها جاری شوند. این بار کدام یک بیشتر به خون شباهت دارند؟

اگر به نظرتان هنوز هیچ کدام از سه سیال شبیه خون واقعی نیستند، فنجان سوم را انتخاب کنید که حاوی آب و آرد و شربت ذرت بود. در ادامه‌ی فعالیت علمی از آن استفاده نمایید، زیرا هنوز می‌توانید نحوه‌ی جریان یافتن آن را تعیین کنید.

رنگ سیال‌هایی که ساخت‌اید هم باید مانند رنگ خون واقعی باشند. خون تازه مانند خونی که از دست بریده یا بینی می‌آید، قرمز درخشان است. خونی که اکسیژن را به بافت‌ها تحویل داده اندکی تیره می‌شود. دقت داشته باشید که اگر رگ‌های زیر پوستتان را آبی می‌بینید، به دلیل نوع بازتاب نور است. یعنی پوست شما به گونه‌ای نور را فیلتر می‌کند که شما رگ خود را آبی می‌بینید. اگر می‌توانستید پوستتان را کنار زده و سپس به رگ‌هایتان نگاه کنید، آن‌ها را قرمز می‌دیدید. رگ‌ها حقیقتاً قرمز هستند. حال مایل هستید چه نوع خونی بسازید؟ تازه یا لخته شده؟

کمی رنگ آبی یا کمی سس شکلات به مایع اضافه کنید تا رنگ طبیعی‌تر و تیره‌تری پیدا کند. توجه داشته باشید که رنگ آبی خوراکی بسیار قوی است و اگر بیش از حد به سیال اضافه شود، تصحیح رنگ آن کار ساده‌ای نخواهد بود. بهتر است ابتدا یک قطره رنگ آبی را روی صفحه‌ی مسطح بریزید، سپس با نوک قاشق بخشی از آن قطره را برداشته و به مایع اضافه کنید. اگر رنگ آبی کم بود دوباره این روند را تکرار کنید تا به رنگ دلخواه برسید. مایع حاصل، کمی تیره‌تر شده و شبیه خونی است که مدتی خارج از بدن مانده و بدون اکسیژن است.

چند قطره از مایع را روی سطح صاف بریزید، سپس آن را شیبدار کرده و نحوه‌ی جاری شدن خون مصنوعی را مشاهده کنید. آیا طبیعی به نظر می‌رسد؟ آیا جریان و رنگ مناسب هستند؟ برای بهتر شدن خون مصنوعی، می‌توانید به آن آب، شربت ذرت، سس شکلات، آرد و یا رنگ آبی بیافزایید. پس از اعمال هر تغییر، دوباره خون را روی صفحه‌ی مسطح امتحان کنید. فراموش نکنید که مراحل کارتان را یادداشت نمایید.

به عنوان آخرین مرحله از آزمایش، خون ساخته شده را روی پوستتان بریزید. به نظرتان این خون طبیعی جلوه می‌کند؟

اختیاری: برای ساخت خون مانده و خشک شده، کمی سس شکلات بیشتر اضافه کنید تا خون تیره‌تر و غلیظ‌تر به نظر برسد. خونی که مانده است، تیره‌تر و ژله‌ای‌تر می‌شود. می‌توانید به جای سس شکلات، از کمی قهوه هم استفاده کنید. با این کار خون مصنوعی شما بیشتر حالت طبیعی خون لخته شده را پیدا می‌کند.

اختیاری: از سایر موادی که در آشپزخانه می‌یابید و می‌توان با آن‌ها خون مصنوعی ساخت استفاده کنید. نحوه‌ی جاری شدن آن‌ها را روی تخته‌ی مسطح بررسی کرده و نتایج را به دقت مشاهده کنید. برخی از گزینه‌های پیشنهادی ما شربت میوه‌ای، سس گوجه فرنگی و کره‌ی بادام زمینی هستند.

مشاهده و نتیجه‌گیری:
اجزای اصلی خون مصنوی شما احتمالاً شربت ذرت، با آب و آرد هستند. این ترکیب ویژه نحوه‌ی جاری شدن خون را بسیار شبیه به واقعیت نشان می‌دهد، زیرا چسبندگی یا مقاومت در برابر جریان یافتن آن مانند خون واقعی است. حتماً متوجه شدید که شربت ذرت با رنگ قرمز چسبندگی زیادی دارد و هنگام جاری شدن، ردی از خود به جای می‌گذارد. آب قرمز هم خیلی سُر است و تقریباً هیچ رد خونی را به جا نمی‌گذارد. آرد موجب افزایش غلظت سیال شد، اما تغییری در چسبندگی آن ایجاد نکرد.

بهترین رنگی که می‌توان ساخت، احتمالاً رنگی است که در آن کمی آبی به کار رفته باشد تا خون طبیعی‌تر جلوه کند. سس شکلات هم با رنگ قهوه‌ای که دارد، نمایی طبیعی به سیال شما می‌دهد. به ویژه اگر بخواهید خونی را درست کنید که سطوح اکسیژن پایینی دارد. سس شکلات همچنین شفافیت خون را کاهش می‌دهد. در پایان همه‌ی وسایل را با آب و مایع ظرفشویی بشویید. حال که در ساخت خون مصنوعی تبحر پیدا کردید، می‌توانید از موارد تازه‌ای در آشپزخانه استفاده کنید و خون مصنوعی با ترکیب‌های جدید بسازید. از بازی با خون مصنوعی خود لذت ببرید.


Maryam Doroodian

منبع:

Scientific American

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *