کریستوفر هندون؛ دکتر قهوهای که با شیمی و ریاضی، طعم میسازه
کریستوفر هندون کیه و چرا بهش میگن «دکتر قهوه»؟
اگر چند وقت تو دنیای اسپشیالتی قهوه بچرخی، مخصوصاً سمت بحثهای علمیترش، یه جایی حتماً به اسم کریستوفر هندون برمیخوری؛ همون کسی که همه به شوخی و جدی بهش میگن «Dr. Coffee». دلیلش هم اینه که هم استاد شیمی و متریال تو دانشگاهه، هم تقریباً هر بحث جدی دربارهی «علم قهوه» یه گوشهاش به کارهای اون وصل میشه؛ از آب و سختی و بیکربنات گرفته تا مدلسازی ریاضیِ اسپرسو و اینکه چطوری با دقت و عدد و رقم، قهوهی قابلتکرار درست کنیم. (OregonNews)
هندون اینجوری نیست که فقط برای شوآف چند تا چیز دربارهی قهوه بدونه؛ شغل اصلیاش استاد شیمی محاسباتی و شیمی مواد تو دانشگاه University of Oregon ـه و از اون طرف، بهطور جدی بهعنوان یکی از متخصصهای بینالمللی علم قهوه شناخته میشه. تو معرفی رسمی دانشگاه هم کنار تحقیقاتش در مورد متریال و انرژی، قهوه رو جدا بهعنوان یکی از حوزههای تحقیقیش نوشتهن؛ یعنی رسماً قهوه بخشی از کار دانشگاهیاشه، نه فقط سرگرمی. (cas.uoregon.edu)
خودش هم دوست داره از قهوه بهعنوان یه «دروازه» استفاده کنه؛ یه چیزی که باهاش مردم عادی رو میکشونه وسط بحثهای شیمی و فیزیک، بدون اینکه لازم باشه از اول براشون معادلهی کوانتوم و مکانیک آماری توضیح بده. میگه قهوه این خوبی رو داره که نتیجهی آزمایش رو میتونی همون لحظه بخوری و دربارهاش حرف بزنی، و این خیلی فرق داره با خیلی از آزمایشهای خشکِ شیمی آزمایشگاهی.
از ملبورن تا اورِگن؛ مسیر یه شیمیدان قهوهای
تحصیلات و مهاجرت علمی
کریستوفر هندون اصالتاً استرالیاییه و اولین قدم جدی علمیاش رو تو استرالیا برداشت. لیسانس پیشرفتهی شیمی رو از دانشگاه Monash University گرفت؛ همونجا بود که کمکم وارد دنیای شیمی محاسباتی شد و یاد گرفت چطوری بهجای کار با لوله آزمایش و اسید و باز، با کامپیوتر و معادله و مدلسازی کار کنه. (fyp.uoregon.edu)
بعدش برای دکترا زد به آب و هوای انگلستان و رفت دانشگاه University of Bath؛ اونجا روی متریال و ساختارها و خواصشون کار کرد و تخصصش تو ترکیب شیمی، فیزیک و مدلسازی قویتر شد. همون دورانِ انگلستانه که پای قهوهی تخصصی و کافههای خفن هم جدیتر وسط میاد و کمکم داستانش با اسپشیالتی گره میخوره. (fyp.uoregon.edu)
بعد از دکترا، یه دوره هم بهعنوان پستداک تو Massachusetts Institute of Technology کار کرد؛ یکی از جدیترین جاهای دنیا برای علم و مهندسی. اونجا تو تیمهای تحقیقاتی متریال و انرژی بود و بیشتر روی متریالهای متخلخل، ساختارهای کریستالی عجیب و کاربردشون تو ذخیرهی انرژی و گاز کار کرد. (fyp.uoregon.edu)
چند سال بعد، مسیرش رسید به آمریکا و شهر یوجین؛ جایی که الان بهعنوان استادیار شروع کرد و الان استاد هممرتبهی شیمی و شیمیزیستشناسیه و گروه تحقیقاتی خودش رو تو دانشگاه اورِگن میچرخونه. تو این گروه، هم روی متریالهایی مثل فریمورکهای فلز–آلی (MOFها) کار میکنن، هم روی مسائل خیلی زمینیتری مثل اینکه آب شهری چطوری طعم قهوه رو عوض میکنه. (cas.uoregon.edu)
چرا اصلاً قهوه؟
اینجا اون بخش جذاب داستان شروع میشه؛ جایی که یه شیمیدان کامپیوتری کمکم تبدیل میشه به «دکتر قهوه». تو انگلستان، تو شهر بث، هندون با باریستایی آشنا میشه که بعداً اسم هر دوشون رو تو دنیای قهوه معروف میکنه: Maxwell Colonna-Dashwood. مکس اون موقع کافهی «کولونا اند اِسمالز» رو میچرخوند؛ کافهای که قهوه از رُسترهای مختلف میخرید و با آب شهری بث براش یه سری مشکل طعمی پیش میاومد. (Filter Stories Podcast)
مشکل از قهوهها نبود؛ همه از رُسترهای تاپ میاومدن. مکس حس کرده بود آب شهری یه جورهایی طعم رو خراب میکنه. اینجا بود که دو دنیا به هم خورد: مکس قهوه رو بلد بود، هندون شیمی و مدلسازی رو. خودش یه جا گفته سه سال مکس بهش قهوه یاد داد و اون در عوض علم و مدلسازی و نگاه شیمیایی رو به مکس منتقل کرد. (OregonNews)
شیمی محاسباتی و متریال؛ کار اصلی هندون غیر از قهوه چیه؟
حالا جدا از قهوه، هندون در اصل شیمیدان محاسباتیه؛ یعنی بهجای اینکه تو لابراتوار پر از محلول و شیشهجات بدوی، پشت کامپیوتر میشینه و با سوپرکامپیوترها، ساختار مواد رو شبیهسازی میکنه. گروهش تو اورِگن روی چیزهایی مثل متریالهای متخلخل، موفها، عیوب کریستالی و موادی که برای باتریها و ذخیرهسازی انرژی به درد میخورن کار میکنه. (cas.uoregon.edu)
یه بخش مهم کارش اینه که ببینه «عیب»های کوچیک تو ساختار مواد، چهطوری خواصشون رو عوض میکنه؛ مثلاً اینکه اگه تو یه کریستال، یهکم اتمها جابهجا یا کموزیاد بشن، هدایت الکتریکی یا ظرفیت ذخیرهی یونها چه تغییری میکنه. همین نگاه به «تخلخل» و «سطح داخلی زیاد» باعث شده موفها و ساختارهای شبیهشون براش خیلی جذاب باشن؛ موادی که تو واحد جرم، سطح داخلیشون اندازه یه زمین فوتبال میشه و میتونن برای ذخیرهی گازهایی مثل هیدروژن یا جذب دیاکسیدکربن استفاده بشن. (cas.uoregon.edu)
جالب اینجاست که خودش هم بارها گفته بین کارش روی باتری و سوختهای آینده و کارش روی قهوه، به نظر خودش یه پیوند منطقی هست. تو هر دو مورد، بحث «متریال» و «انتقال جرم» و «حملونقل مولکولها تو ساختارهای متخلخل» مطرحه. دونهی قهوهی آسیابشده برای اون همونقدر «متریال متخلخل» حساب میشه که یه موف فلزی–آلی تو مقالههای انرژی. (cell.com)
آب برای قهوه؛ کتاب، مکسول کولونا و انقلاب سختی آب
یکی از چیزهایی که اسم هندون رو تو دنیای قهوه حسابی سر زبونها انداخت، کتاب «Water for Coffee» بود؛ کتابی که با همکاری مکس نوشت و سال ۲۰۱۵ منتشر شد و هنوز هم خیلیها تو قهوه ازش نقلقول میکنن. این کتاب، عملاً اولین کار جدیای بود که شیمی آب و تاثیرش روی استخراج و طعم قهوه رو برای جامعهی اسپشیالتی باز کرد. (Maxwell Dashwood)
قصهی آشنایی با مکس و شکلگیری ایده
داستان از همون کافهی کولونا اند اِسمالز شروع شد؛ جایی که مکس قهوه از رُسترهای مختلف میآورد و میدید طعم اون چیزی که تو کافهاش درمیاد، با چیزی که رُستر میگه فرق داره. کمکم شک کرد که آب شهری بث، با سختی و بیکربنات خاص خودش، داره بازی رو عوض میکنه. اینجا بود که همفکری با هندون شروع شد و کمکم تبدیل شد به یه پروژهی جدی. (Filter Stories Podcast)
هندون و مکس تو «Water for Coffee» توضیح دادن که فقط کلسیم و منیزیم نیست که مهمه؛ بیکربنات تو آب، اون بافریه که اسیدیتهی قهوه رو خفه یا برجسته میکنه. آب با بیکربنات بالا معمولاً اسیدیتیه قهوه رو میخوره و قهوه رو مُلایم و بعضی وقتها خستهکننده میکنه، درحالیکه آب با بیکربنات پایین، اجازه میده اون اسیدهای خوشگل میوهای و مرکباتی تو قهوه بدرخشن. (Colonna)
نتیجهی این کار این شد که ناگهان تو دنیای قهوه، همه شروع کردن دربارهی «سختی»، «آلکالینیتی»، «بیکربنات»، «TDS» و حتی ساختن آب سفارشی برای قهوه حرف زدن. پودرهای معدنی کوچک که برای ساختن آب مخصوص قهوه استفاده میشن، تا حد زیادی مدیون همین موجیان که هندون و مکس راه انداختن. (Reddit)
جالب اینه که حالا بعد از حدود ده سال، خود مکس داره روی نسخهی دوم کتاب کار میکنه و دوباره با هندون همفکری میکنه تا چیزهایی رو که تو این مدت عوض شده بهروزرسانی کنن؛ از جمله اینکه حالا دیتای بیشتری دربارهی آب مناطق مختلف و تاثیرش روی رُست و بَرو داریم. (Colonna)
اسپرسو زیر ذرهبین؛ وقتی یه شات میشه مسئلهی ریاضی
یکی دیگه از پروژههای معروف هندون، ماجرای مقالهی «Systematically Improving Espresso» ـه؛ کاری که با همکاری یه ریاضیدان و چند تا باریستا انجام داد و تو ژورنال Matter منتشر شد و کلی سر و صدا کرد. هدف ساده بود: بفهمیم دقیقاً چه ترکیبی از آسیاب، دوز، زمان و فشار میتونه یه شات اسپرسو قابلتکرار و خوشطعم تولید کنه، بدون اینکه کلی قهوه هدر بره. (University of Oregon)
تیم هندون یه مدل ریاضی چندمقیاسی ساخت که توش دونههای قهوه، آب، فشار و جریان، همه به شکل معادله وارد میشن. بعدش این مدل رو با آزمایش واقعی ترکیب کردن؛ یعنی یه باریستای استرالیایی هزاران شات اسپرسو با شرایط مختلف گرفت و دیتاش رفت تو مدل. نتیجه یه چیز جالب و تا حدی ضد شهود بود: برای اسپرسو، معمولاً با دوز کمتر و آسیاب دُرشتتر میتونی هم استخراج بالاتر بگیری، هم تکرارپذیری بهتر؛ یعنی هر شات شبیه دفعهی قبله، نه اینکه یه بار شاهکار باشه، دفعهی بعد فاجعه. (University of Oregon)
مدل نشون داد وقتی خیلی خیلی ریز آسیاب میکنی، بستر قهوه اینقدر غیرهمگن و فشرده میشه که آب راه خودش رو از چند تا کانال پیدا میکنه و بخشهای دیگهی بستر خشک یا کماستخراج میمونن؛ برای همینه که با دوزهای بالا و آسیاب خیلی ریز، گاهی طعم اسپرسوها ناپایدار و عجیب میشه. در عوض، وقتی یهکم دُرشتتر آسیاب کنی و دوز رو پایینتر بیاری، جریان آب تو بستر یکنواختتر میشه و استخراج کلی بیشتر و پایدارتر درمیاد. (Scribd)
نتیجهی این تحقیقات برای باریستا و کافهدار چیه؟
تو عمل، حرف هندون و همکاراش اینه که لازم نیست برای هر شات اسپرسو کلی قهوه تلف کنی تا شاید یه شات خوب بگیری. اگه پروفایل دُرست دوز، آسیا، فشار و نسبت خروجی رو پیدا کنی، میتونی با مصرف قهوهی کمتر، هم پول و هم منابع رو ذخیره کنی و هم شاتهایی بزنی که طعمشون نزدیک به هم باشه. اونها تو مقاله حتی نشون دادن که اگه این روشها روی مقیاس صنعتی اجرا بشه، میتونه تا حدود یکچهارم مصرف قهوه برای اسپرسو رو کم کنه؛ یعنی کلی صرفهجویی برای کافهها و در نهایت برای کشاورزها و محیطزیست. (University of Oregon)
تو مصاحبههاش هم همیشه تاکید میکنه که بهترین کاری که یه قهوهباز خونگی یا حرفهای میتونه بکنه، اینه که همهچیز رو وزن کنه و متغیرها رو یکییکی عوض کنه؛ از دوز و نسبت گرفته تا درجهی آسیاب و دمای آب. عملاً همون روشی که تو لابراتوارهای علمی به کار میبره، منتقل میکنه پشت بار کافه.
کلاسها، لابراتوار قهوه و آیندهای که هندون تو فنجون میبینه
تو دانشگاه اورِگن، هندون فقط تو لابراتوار تحقیقات انرژی و متریال نیست؛ یه طرف دیگهی کارش تدریس یه کلاس خیلی جذابه: «Coffee: Chemistry and Culture». تو این کلاس، دانشجوها با بهانهی قهوه، از شیمی محلول و تعادلهای اسیدی–بازی گرفته تا تاریخ استعمار و تجارت جهانی قهوه رو مرور میکنن. یعنی یه فنجون قهوه براش یه سوژهی کامل بینرشتهایه. (fyp.uoregon.edu)
خودش یه جا گفته قهوه ابزار فوقالعادهایه برای اینکه مردم بفهمن دانشمندا چطوری فکر میکنن؛ وقتی یکی ببینه تغییر سختی آب یا اندازهی آسیاب، طعم فنجون خودش رو عوض میکنه، ناخواسته درگیر پرسیدن سوال علمی و آزمونوخطا میشه. برای هندون دقیقاً همین نقطه جذابه: جایی که شیمی و حس و تجربهی شخصی تو یه فنجون قهوه همزمان حضور دارن. (OregonNews)
از این طرف، تو جامعهی قهوه هم، خیلیها از هندون بهعنوان کسی یاد میکنن که کمک کرده زبان مشترک بین باریستاها و دانشمندها شکل بگیره. مثلاً وقتی امروز یه رُستر دربارهی بیکربنات آب یا تخلخل بستر قهوه حرف میزنه، اینها مفاهیمیان که قشنگ وسطش ردپای کارهای اون و همکاراش دیده میشه؛ اینکه چطوری عدد و مدل میتونه به درد تصمیمهای روزمرهی یک کافه بخوره. (baristamagazine.com)
از قهوه تا باتری و اقلیم
جالبترش اینه که هندون فقط نمیخواد قهوههامون خوشطعمتر بشن؛ بخش بزرگ کارش روی متریالهای مرتبط با انرژی و محیطزیسته. تو همون پروژهی انرژی و متریال پایدار تو اورِگن، روی موادی کار میکنه که میتونن باتریها رو ارزونتر و پایدارتر کنن، یا گازهایی مثل دیاکسیدکربن رو جذب کنن و جلوی رفتنش به جو رو بگیرن. (cas.uoregon.edu)
اگر از نگاه قهوهای به قضیه نگاه کنیم، این خیلی معنیدار میشه؛ چون آیندهی قهوهی تخصصی بهشدت به وضعیت آبوهوا و امکان کشت قهوه تو مناطق فعلی بستگی داره. دمای هوا، الگوی بارندگی، بیماریهای گیاهی، همه با تغییر اقلیم بههم میریزه و خیلی از مناطق قهوهخیز ممکنه تو چند دههی آینده مشکل جدی پیدا کنن. اینکه یکی مثل هندون همزمان روی «بهترکردن فنجون امروز» و «حل مسئلهی انرژی و اقلیم فردا» کار میکنه، یه جور تصویر کاملتر از نقش علم تو زندگی روزمرهمونه؛ از ماشین اسپرسو روی بار کافه تا شبکهی برق و اقلیم سیاره. (OregonNews)
همهی اینها رو که کنار هم میذاری، کریستوفر هندون تبدیل میشه به یه کاراکتر خاص تو دنیای قهوه؛ نه مثل یه باریستای معروف که فقط روی استیج مسابقه میبینیش، نه مثل یه استاد دانشگاه که تو برج عاج خودش مونده و از قهوه فقط اسمش رو شنیده. یه آدم وسط میدونه؛ صبح تو لابراتوار با سوپرکامپیوتر و مدلِ موفها کلنجار میره، بعدازظهر میتونه کنار یه باریستا بایستد، دربارهی سختی آب و درجهی آسیاب بحث کنه و آخرش هم با هم یه اسپرسو بزنن و ببینن این همه علم، تو فنجون چه طعمی شده.
