О человеке, который смог добыть хлеб из воздуха
Еще совсем недавно, я ничего не знал о герое этого поста, а ведь он совершил 2 величайших открытия 20 века. Одно из лучших и одно из худших,
но начну, издалека.
Растениям нужен азот.
Откуда растения берут азот? Вообще-то, азота в атмосфере очень много, но растения не могут его добыть из-за прочных связей между атомами атмосферного азота, зато эту связь успешно разрывают разные микроорганизмы, например, бактерии Rhizobium. Эти бактерии - их еще называют азотфиксирующими - поселяются на корнях растений и обладают способностью «фиксировать» азот, то есть расщеплять прочные связи между атомами атмосферного свободного азота, обеспечивая возможность включения азота в доступные для растения соединения, например аммиак. Взамен, бактерии получают питательные вещства, глюкозу.
Умирая, растения разлагаются и возвращают полученный азот в почву. Если же растения умерли не своей смертью, а были съедены животными, то тот же азот вернется в почву из навоза.
"В отсутствие деятельности человека процессы связывания азота и нитрификации практически полностью уравновешены противоположными реакциями денитрификации. Часть азота поступает в атмосферу из мантии с извержениями вулканов, часть прочно фиксируется в почвах и глинистых минералах, кроме того, постоянно идёт утечка азота из верхних слоёв атмосферы в межпланетное пространство."
Как-то так:
Проблемы начинаются тогда, когда растения умирают вдали от дома. Например, на вашем столе. Полученный ими азот не возвращается в почву, почва становится "азотобедной". Азот необходим растениям, т.к. составляет 18% от массы белков, без азота растения не могут нормально расти.
И вот поэтому нам нужны удобрения. В частности, азотные.
Откуда берутся азотные удобрения?
В прошлом, азот добывали из чилийской селитры. В Чили много вулканической деятельности, в результате которой образуется селитра из которой добывали азот и везли в Европу. Естественно, это был очень дорогой процесс и мир был обречен попасть в мальтузианскую ловушку.
Мальтузианская ловушка - ситуация, при которой рост населения резко обгоняет рост производства продуктов питания.
В конце 19 века ученые начали искать способы синтезировать азот в промышленных количествах. Решение нашли Фриц Габер и Карл Бош.
Фриц Габер был еврейским ученым, родившимся в Бреслау (ныне - Вроцлав) в 1868 году.
В 1909 году они продемонстрировали процесс получения аммиака (из которого потом получали азот). Процесс Габера заключается в пропускании смеси азота и водорода через нагретый катализатор под давлением. За час демонстрации было синтезировано 125 мл. Даже такое количество было огромным достижением и патент на процесс купила фирма BASF (да-да, та, что кассеты делала. Кстати, а вы знаете, что BASF, это Баденская фабрика по изготовлению анилина и соды?) За это изобретение Габер получил в 1918 году Нобелевскую премию по химии. Карл Бош получил ее в 1931 "за заслуги по введению и развитию методов высокого давления в химии".
Это открытие, фактически, полностью решило проблему недостатка растительных продуктов питания в Европе. О Габере писали, что он смог добыть хлеб из воздуха.
Незадолго до Первой Мировой войны французские полицейские получили на вооружение гранаты со слезоточивым газом.
Позже, они решили применить их на полях Первой Мировой, но особого успеха это не имела, количество газа в гранатах было
небольшим и он быстро рассеивался на открытом воздухе. Испытания по применению химического оружия также вели англичане и немцы.
Габер, к тому моменту принявший христианство, не из религиозных, а из прагматических соображений (все-таки, христианину было проще в научных кругах Германии даже в догитлеровские времена) был большим патриотом Германии.
Он решил сделать все, что в его силах, для победы. Габер говорил: "В мирное время ученый принадлежит миру, в военное - своей стране". Он набирает команду, в которую входили будущие нобелевские лауреаты еврей Джеймс Франк и немец Густав-Людвиг Герц, племянник "герца" (авторы опыта Франка-Герца, подтвердившего модель атома Бора), а также, нобелевский лауреат, отец ядерной химии Отто Ган.
В ходе исследований был открыт закон Габера - зависимость между концентрацией газа и временем вдыхания до момента смерти.
Габер предложил командованию использовать хлор, в качестве отравляющего вещества, а как средство доставки - большие баллоны с газом (снаряды были запрещены Гаагской конвенцией). Немецкое начальство не очень верило в успех, но все же решило провести испытания. Баллоны были доставлены на позиции у города Ипр, а потом в течении месяца Габер ждал пока "ветер переменится". Ветер переменился 22 апреля 1915 года. Вентили открыли, и на позиции англичан двинулась облако 180-ти (!) тонн хлора. От газа пострадало 15 тысяч солдат, 5 тысяч погибло. Между англичанами и французами образовалась брешь, но немцы, не верившие в успех химической атаки, не собрали достаточные силы для взятия Ипра, и союзные войска довольно быстро отбили прежние позиции. В дальнейшем, химические атаки не имели особого успеха из-за разработанных средств защиты.
Канадский солдат, пострадавший от иприта.
Раненные британские солдаты
Даже в самой Германии поднялась волна возмущения, Габера называли сатаной, а он оправдывался тем, что смерть
это смерть и произойдет она от пули или от газа, значения не имеет.
Война закончилась, Германия должна была выплачивать огромные репарации, и Габер снова решил помочь фатерлянду.
Он в течении нескольких лет занимается исследованиями добычи золота из морской воды, но найденный способ оказывается нерентабельным.
Лаборатория под его руководством продолжает заниматься исследованиями в области отравляющих веществ - инсектицидов. В 20-х годах его лаборатория открывает Циклон-Б... В группе ученых, открывших, а позже, помогавшей нацистам использовать этот газ был Бруно Теш. В 1945 году он был арестован англичанами, первым допросившим его был капитан Вальтер Фрейд, внук Зигмунда. В 1946 году Теш был повешен по приговору трибунала.
Но вернемся к Габеру. Габер, работает в лаборатории, и является очень значимой фигурой в научном мире. После прихода Гитлера к власти, ему разрешено остаться в лаборатории, но приказано уволить всех остальных евреев, что он и делает, правда, устроив их всех на работу в зарубежные институты. В том же 1933 году Габер и сам покидает Германию и переселяется в Кембридж. Его роль в появлении химического оружия не была забыта и Эрнест Резерфорд ни разу не пожал ему руку.
Зато другой ученый, сыгравший также немалую роль в Первой Мировой войне, простил бывшего врага. Этим ученым был Хаим Вейцман.
Вейцман разработал способ получения ацетона, необходимого для изготовления боеприпасов, с помощью бактерии Clostridium acetobutylicum, которую теперь иногда называют "организмом Вейцмана".
Так вот, Вейцман убеждает, что климат Палестины подходит Габеру (только отошедшему от середчного приступа), обещает ему современнейшие лаборатории, лучших ученых, а также место главы исследовательского институт Зив в Реховоте (ныне - институт Вейцмана). После долгих уговоров Габер соглашается, и отправляется в дорогу. Он останавливается в Базеле и умирает от сердечной недостаточности. Богатая библиотека Габера и сейчас находится в институте Вейцмана.
Пост основан на одном из выпусков подкаста Рана Леви (кто не слушает, я не виноват, настойчиво советую!) :-)
но начну, издалека.
Растениям нужен азот.
Откуда растения берут азот? Вообще-то, азота в атмосфере очень много, но растения не могут его добыть из-за прочных связей между атомами атмосферного азота, зато эту связь успешно разрывают разные микроорганизмы, например, бактерии Rhizobium. Эти бактерии - их еще называют азотфиксирующими - поселяются на корнях растений и обладают способностью «фиксировать» азот, то есть расщеплять прочные связи между атомами атмосферного свободного азота, обеспечивая возможность включения азота в доступные для растения соединения, например аммиак. Взамен, бактерии получают питательные вещства, глюкозу.
Умирая, растения разлагаются и возвращают полученный азот в почву. Если же растения умерли не своей смертью, а были съедены животными, то тот же азот вернется в почву из навоза.
"В отсутствие деятельности человека процессы связывания азота и нитрификации практически полностью уравновешены противоположными реакциями денитрификации. Часть азота поступает в атмосферу из мантии с извержениями вулканов, часть прочно фиксируется в почвах и глинистых минералах, кроме того, постоянно идёт утечка азота из верхних слоёв атмосферы в межпланетное пространство."
Как-то так:
Проблемы начинаются тогда, когда растения умирают вдали от дома. Например, на вашем столе. Полученный ими азот не возвращается в почву, почва становится "азотобедной". Азот необходим растениям, т.к. составляет 18% от массы белков, без азота растения не могут нормально расти.
И вот поэтому нам нужны удобрения. В частности, азотные.
Откуда берутся азотные удобрения?
В прошлом, азот добывали из чилийской селитры. В Чили много вулканической деятельности, в результате которой образуется селитра из которой добывали азот и везли в Европу. Естественно, это был очень дорогой процесс и мир был обречен попасть в мальтузианскую ловушку.
Мальтузианская ловушка - ситуация, при которой рост населения резко обгоняет рост производства продуктов питания.
В конце 19 века ученые начали искать способы синтезировать азот в промышленных количествах. Решение нашли Фриц Габер и Карл Бош.
Фриц Габер был еврейским ученым, родившимся в Бреслау (ныне - Вроцлав) в 1868 году.
В 1909 году они продемонстрировали процесс получения аммиака (из которого потом получали азот). Процесс Габера заключается в пропускании смеси азота и водорода через нагретый катализатор под давлением. За час демонстрации было синтезировано 125 мл. Даже такое количество было огромным достижением и патент на процесс купила фирма BASF (да-да, та, что кассеты делала. Кстати, а вы знаете, что BASF, это Баденская фабрика по изготовлению анилина и соды?) За это изобретение Габер получил в 1918 году Нобелевскую премию по химии. Карл Бош получил ее в 1931 "за заслуги по введению и развитию методов высокого давления в химии".
Это открытие, фактически, полностью решило проблему недостатка растительных продуктов питания в Европе. О Габере писали, что он смог добыть хлеб из воздуха.
Незадолго до Первой Мировой войны французские полицейские получили на вооружение гранаты со слезоточивым газом.
Позже, они решили применить их на полях Первой Мировой, но особого успеха это не имела, количество газа в гранатах было
небольшим и он быстро рассеивался на открытом воздухе. Испытания по применению химического оружия также вели англичане и немцы.
Габер, к тому моменту принявший христианство, не из религиозных, а из прагматических соображений (все-таки, христианину было проще в научных кругах Германии даже в догитлеровские времена) был большим патриотом Германии.
Он решил сделать все, что в его силах, для победы. Габер говорил: "В мирное время ученый принадлежит миру, в военное - своей стране". Он набирает команду, в которую входили будущие нобелевские лауреаты еврей Джеймс Франк и немец Густав-Людвиг Герц, племянник "герца" (авторы опыта Франка-Герца, подтвердившего модель атома Бора), а также, нобелевский лауреат, отец ядерной химии Отто Ган.
В ходе исследований был открыт закон Габера - зависимость между концентрацией газа и временем вдыхания до момента смерти.
Габер предложил командованию использовать хлор, в качестве отравляющего вещества, а как средство доставки - большие баллоны с газом (снаряды были запрещены Гаагской конвенцией). Немецкое начальство не очень верило в успех, но все же решило провести испытания. Баллоны были доставлены на позиции у города Ипр, а потом в течении месяца Габер ждал пока "ветер переменится". Ветер переменился 22 апреля 1915 года. Вентили открыли, и на позиции англичан двинулась облако 180-ти (!) тонн хлора. От газа пострадало 15 тысяч солдат, 5 тысяч погибло. Между англичанами и французами образовалась брешь, но немцы, не верившие в успех химической атаки, не собрали достаточные силы для взятия Ипра, и союзные войска довольно быстро отбили прежние позиции. В дальнейшем, химические атаки не имели особого успеха из-за разработанных средств защиты.
Канадский солдат, пострадавший от иприта.
Раненные британские солдаты
Даже в самой Германии поднялась волна возмущения, Габера называли сатаной, а он оправдывался тем, что смерть
это смерть и произойдет она от пули или от газа, значения не имеет.
Война закончилась, Германия должна была выплачивать огромные репарации, и Габер снова решил помочь фатерлянду.
Он в течении нескольких лет занимается исследованиями добычи золота из морской воды, но найденный способ оказывается нерентабельным.
Лаборатория под его руководством продолжает заниматься исследованиями в области отравляющих веществ - инсектицидов. В 20-х годах его лаборатория открывает Циклон-Б... В группе ученых, открывших, а позже, помогавшей нацистам использовать этот газ был Бруно Теш. В 1945 году он был арестован англичанами, первым допросившим его был капитан Вальтер Фрейд, внук Зигмунда. В 1946 году Теш был повешен по приговору трибунала.
Но вернемся к Габеру. Габер, работает в лаборатории, и является очень значимой фигурой в научном мире. После прихода Гитлера к власти, ему разрешено остаться в лаборатории, но приказано уволить всех остальных евреев, что он и делает, правда, устроив их всех на работу в зарубежные институты. В том же 1933 году Габер и сам покидает Германию и переселяется в Кембридж. Его роль в появлении химического оружия не была забыта и Эрнест Резерфорд ни разу не пожал ему руку.
Зато другой ученый, сыгравший также немалую роль в Первой Мировой войне, простил бывшего врага. Этим ученым был Хаим Вейцман.
Вейцман разработал способ получения ацетона, необходимого для изготовления боеприпасов, с помощью бактерии Clostridium acetobutylicum, которую теперь иногда называют "организмом Вейцмана".
Так вот, Вейцман убеждает, что климат Палестины подходит Габеру (только отошедшему от середчного приступа), обещает ему современнейшие лаборатории, лучших ученых, а также место главы исследовательского институт Зив в Реховоте (ныне - институт Вейцмана). После долгих уговоров Габер соглашается, и отправляется в дорогу. Он останавливается в Базеле и умирает от сердечной недостаточности. Богатая библиотека Габера и сейчас находится в институте Вейцмана.
Пост основан на одном из выпусков подкаста Рана Леви (кто не слушает, я не виноват, настойчиво советую!) :-)