در فرآیند استریلیزاسیون، برخلاف فرآیندهای ضدعفونی، هدف این است که تمامی فرم‌های حیات میکروبی (و نه بخشی از آن)، از بین برود.
اولین چیزی که ممکن است به ذهن ما برسد، تصویری از فیلم‌های سینمایی است که فردی با داغ کردن مستقیم وسایل جراحی با یک شعله این کار را انجام می‌دهد. پس با شعله‌ی مستقیم تمامی فرم‌های حیات میکروبی از بین می‌رود. پس ساده‌ترین روش استریلیزاسیون، سوزاندن یا incineration است. اما بسیاری از وسایل و تجهیزات، یک بار مصرف نبوده و ما می‌خواهیم آن‌ها را چندین بار استفاده کنیم. پس سوزاندن روش خوبی برای استریل کردن تمامی وسایل و تجهیزات نیست، چرا که باعث ذوب شدن برخی از آن‌ها می‌شود. روش دیگری که می‌توانیم برای این منظور استفاده کنیم، اتوکلاو Autoclave است. برای فهم عملکرد اتوکلاو، ابتدا بایستی بدانیم که یک زودپز چطور عمل می‌کند. بله درست خواندید، همان زودپزی که در هر آشپزخانه‌ای می‌بینید. چرا که اساس عملکرد اتوکلاو نیز همانند یک زودپز است.
اما آیا تا به حال به این موضوع فکر کرده‌اید که چطور غذا در یک زودپز (pressure cooker) بسیار سریع‌تر از یک قابلمه‌ی معمولی طبخ می‌شود؟
تفاوت زودپز با یک قابلمه‌ی معمولی در این است که فشار درون محفظه‌ی زودپز از فشار درون یک قابلمه بالاتر است. اما آیا فشار به خودی خود موجب سریع‌تر پخته شدن غذا می‌شود؟ خیر. علت این موضوع، افزایش دمای محتویات درون زودپز، در نتیجه‌ی افزایش فشار است. بدین معنا که دمای محتویات درون یک زودپز، از دمای محتویات درون یک قابلمه بر روی همان شعله، بسیار بیشتر است.
اما چگونه؟ علم ترمودینامیک به این سوال پاسخ می‌دهد. اما برای ورود به بحث در مورد ترمودینامیک بایستی مراقب بود، چرا که ترمودینامیک علمی بسیار مفهومی بوده و در عین حال بسیار بسیار فرّار است. این تصویر را نخستین بار یک استاد ترمودینامیک در اولین اسلاید از اولین جلسه‌ی یک کلاس ترمودینامیک به ما نشان داد. این تصویر مربوط به اولین صفحه از فصل اول کتاب حالت‌های ماده “States of Matter” اثر دیوید ال گوداشتاین David L. Goodstein، استاد فیزیک دانشگاه کلتک است. چند خط اول که هایلایت شده بسیار حالت طنز داشته و در عین حال دشواری ترمودینامیک (و مکانیک آماری) را به خوبی بیان می‌کند.
ترجمه‌ی این چند خط: “لودویگ بولتسمان که بیشتر زندگی خود را صرف مطالعه‌ی مکانیک آماری کرد، در سال ۱۹۰۶، به دست خودش کشته شد (خودکشی کرد). پائول ارنفست که او نیز بر روی این موضوع کار می‌کرد، در سال ۱۹۳۳ به شکلی مشابه کشته شد (او نیز خودکشی کرد). حال نوبت ماست که به مطالعه‌ی مکانیک آماری بپردازیم…”
حال نوبت ماست که برای یافتن پاسخ سوالمان، کمی به مطالعه‌ی ترمودینامیک بپردازیم، البته به آرامی و با احتیاط 🙂