Công nghệ, Khoa học và Toán học trong 1 chai nước

Mỗi khi tôi nói chuyện với những bạn trẻ về khoa học và công nghệ, tôi thường cố dùng những ví dụ trong cuộc sống hàng ngày, nhưng lần nào cũng chỉ đưa đến những ví dụ quá phức tạp và dẫn tới những sự giải thích dài dòng và khó hiểu. Sáng nay, tôi đã quyết định sử dụng 1 ví dụ mà các bạn trẻ có thể hình dung ngay được: một chai nước. Vậy ví dụ này đã có tác dụng thế nào trong cuộc thảo luận?

Tôi bắt đầu bằng việc giải thích rằng: việc giá dầu lửa tăng khiến cho các nhà sản xuất chai nước phải tìm cách sản xuất sao cho chỉ sử dụng ít nhựa thôi, hoặc phải tìm ra 1 loại nhựa khác. Các kỹ sư và các nhà khoa học vật liệu phải thử nghiệm rất nhiều loại nhựa khác nhau trong những loại nhựa dùng được trong đóng gói thực phẩm, tìm ra độ dày thích hợp để làm chai nước và thiết kế loại chai mới sao cho an toàn khi vận chuyển và sử dụng.

Họ cũng phải kiểm tra chắc chắn là chai nhựa không làm cho nước nhìn có vẻ có màu. Các vỏ chai được sơn màu mè cũng không sao, nhưng nếu chai nhựa làm cho nước bên trong có vẻ có màu vàng thì chắc chắn không bán được.

Kế tiếp, các kỹ sư sản xuất phải xác định xem có cần thay đổi gì trong cơ cấu đóng chai hay không. Các kỹ sư và nhà khoa học cũng phải đảm bảo rằng loại nhựa mới này có thể tái sử dụng được. Không ai muốn mua những chai nước mà không thể tái sử dụng.

Giá nhựa tăng cao cũng khiến cho các nắp chai có xu hướng nhỏ lại. Các kỹ sư phải đánh giá các loại nhựa khác nhau và thiết kế loại nắp chai mới. Nắp chai mới không đòi hỏi phải dùng sức quá nhiều khi mở nắp, cũng như không làm bể miệng chai khi mà người dùng vặn nắp chai quá mạnh. Do đó, kỹ sư thiết kế nắp chai cần phải làm việc song song với kỹ sư thiết kế thân chai để thiết kế được chiếc nắp chai cân bằng với thân chai, dễ mở và nhỏ gọn hơn.

Các kỹ sư còn phải thiết kế khuôn để tạo ra nắp chai, mà vẫn phải đảm bảo sao cho thiết bị đóng gói có thể hoạt động được với những nắp chai nhỏ này. Nếu không, họ phải thiết kế lại cả thiết bị đóng nắp chai đó. Chỉ một vài bước như vậy nhưng rõ ràng là đòi hỏi rất nhiều sự tham gia của khoa học, kỹ thuật và toán học.

Còn về nước trong chai thì sao? Phải lọc nước, tiệt trùng nước, trữ nước và đưa vào thiết bị đóng chai. Đây là phần công việc của các kỹ sư sinh học và hóa học. Nhiều người cho rằng nước đã lọc và tiệt trùng thì không có mùi vị của nước nguyên chất. Vậy là các kỹ sư hóa học đã cho thêm những lượng khoáng chất vừa đủ vào nước, như là calcium chloride, sodium bicarbonate, và magnesium sulfate. Các kỹ sư hóa sẽ xác định phương thức thêm những khoáng chất này vào nước với liều lượng được khống chế chặt chẽ. Thêm vào từng lô nước? Hay thêm vào liên tục? Thêm vào dưới dạng khoáng chất thể rắn hay dung dịch? Làm thế nào để có thể khống chế lượng của những hóa chất được đưa vào nước?

Các kỹ sư trả lời cho tất cả những câu hỏi ấy và thiết kế ra bất kỳ quy trình và thiết bị nào cần thiết. Các kỹ sư điện và kỹ sư hệ thống sẽ thiết lập điều khiển để đưa các chai nước đi qua dây chuyền sản xuất.

Còn phía hậu trường, các nhà khoa học và kỹ thuật viên tại phòng thì nghiệm thì kiểm tra các chai để đảm bảo không chai nước nào bị lỗi về chất lượng, nhựa làm chai nước không gây ảnh hưởng đến chất lượng nước.

Trên thực tế, thiết kế và sản xuất 1 kiểu chai nước mới có thể không cần đến chừng đó công đoạn công nghệ, nhưng ví dụ trên đây của tôi sẽ khiến các bạn trẻ dễ dàng hình dung về cách mà khoa học, kỹ thuật và toán học ảnh hưởng tới cuộc sống của họ, thông qua những sự vật thật đời thường. Có lẽ chưa bao giờ họ hình dung là để có được 1 chai nước sạch, phải tốn nhiều công sức đến vậy.

Lily dịch từ designews.com

Authors

Related posts

*

Top