Svarbiausieji šimtmečio išradimai

Mineralinės trąšos

   Oras, ugnis ir vanduo. Tokios buvo Kristiano Birkelando ir Samo Eydes pagamintų azoto trąšų, vadinamosios norvegų salietros, sudėtinės dalys. Šitiems dviems norvegams pavyko 1903 m. pirmiesiems surišti ore esantį azotą.

   Jau nuo 18 a. vidurio mokslininkai ieškojo efektyvaus azoto trąšų gamybos būdo. Mūsų šimtmečio pradžioje situacija pasidarė kritiška, nes žemės ūkis nebesugebėjo išmaitinti gausėjančių žemės gyventojų. Natūralių azoto šaltinių - organinių trąšų ir iškasamos Čilės salietros ėmė nebepakakti ir žmonijai iškilo bado grėsmė.

Hidroelektrinė   Fizikui Birkelandui ir verslininkui Eydes'ui buvo lemta susitikti labai tinkamu laiku. Per vienus kviestinius pietus abu vyrai buvo susodinti greta ir netruko išsišnekėti. Jie greitai atrado abu dominusią temą. Eydes seniai puoselėjo idėją, kad azotą iš oro būtų galima išgauti panaudojus "didžiausią pasaulyje žaibą" - elektros išlydį, o Birkelandas savo laboratorijoje turėjo tokio žaibo sukūrimui reikalingą įrenginį - "elektrinę patranką". Patranką įjungus užsižiebdavo galinga iki 3000 laipsnių temperatūros elektros iškrova, kuri sujungdavo ore esančius azotą ir deguonį į azoto oksidus. Po to oksidai reaguodavo su vandeniu sudarydami azoto rūgštį, kurią neutralizuojant kalkėmis buvo gaunamos dirbtinės azoto trąšos.

   Birkelando ir Eydes būdas greitai tapo labai populiarus. Jau 1905 metais buvo įkurta kompanija "Norsk Hydro", prie krioklio Rjukano fiorde pastačiusi tuo metu didžiausią pasaulyje hidroelektrinę, tiekusią elektros energiją azoto trąšų gamyklai.

   Bet norvegų išrastuoju šių trąšų gamybos būdu naudotasi neilgai - vos po keleto metų, 1913 m. vokiečių koncernas BASF pradėjo naudoti kitą, efektyvesnį azoto trąšų gamybos būdą. Ore esantis azotas labai aukštame (apie 450 atmosferų) slėgyje ir padedant specialiems katalizatoriams, pavyzdžiui, geležies oksidui, gali reaguoti su vandeniliu ir sudaryti dujas, kuriose yra daug amoniako NH3. Šį metodą pirmieji panaudojo vokiečių chemikas Fritzas Haberis ir inžinierius Carlas Boschas. Haberio ir Boscho procesas greitai išstūmė norvegų sukurtąjį ir yra naudojamas iki šių dienų.

   Kadaise žemės ūkis tebuvo saulės energijos pavertimo maiste sukauptomis kalorijomis būdas. Po to, kai buvo išrastos mineralinės trąšos, situacija pasikeitė. Dabar Saulė tėra įvairių kitų energijos rūšių vertimo maistu katalizatorius. Moderniame, labai našiame žemės ūkyje kiekvienai iš saulės energijos gaunamai kalorijai tenka nuo keturių iki dešimties kalorijų energijos, paimtos iš kitų šaltinių. Tiek energijos yra sunaudojama gaminant pesticidus, trąšas, traktorių kurą, džiovinant grūdus ir kituose procesuose. Azoto trąšų atneštoji į dirvą energijos dalis šiame balanse sudaro net trečdalį.

   Mineralinės trąšos padėjo išspręsti žmonijai maisto problemą. Žemės ūkio gamybos našumas nuolat didėja, o bado grėsmė - mažėja. Praktiškai visi didieji šio amžiaus badai (Sovietų Rusijoje ir Kinijoje po to kai į valdžią atėjo komunistai ar Etiopijoje) įvyko ne dėl nesugebėjimo užauginti pakankamai maisto produktų, o dėl politikų kaltės.

F. Haberis   Fizikas Birkelandas Nobelio premijos už savąjį išradimą taip ir negavo. Palyginti jaunas jis susirgo psichine liga (dabartiniai tyrinėtojai mano, kad ji buvo iššaukta apsinuodijimo gyvsidabriu) ir 1917 m. nusišovė. Abiejų vokiečių nuopelnai mokslui Nobelio premijomis įvertinti buvo: Fritzui Haberiui premija buvo įteikta 1918 m., o Carlui Boschui - 1931 m. Nobelio premija chemijos srityje, suteikta F. Haberiui, susilaukė daugiau protestų ir visuomenės pasipiktinimo, negu bet kuris kitas panašus Karališkosios Švedijos Mokslų akademijos sprendimas. Mat Pirmojo pasaulinio karo metais Haberis vadovavo vokiečių mokslininkams, sukūrusiems nuodingąsias dujas, sąjungininkai laikė jį karo nusikaltėliu ir vienu metu netgi norėjo teisti. Tiesa, Haberį už tai nubaudė pats likimas - dieną po to, kai jis 1915 m. Ipre, Prancūzijoje stebėjo baisųjį savo išradimo poveikį, nusižudė jo žmona. Nusišovė jo paties tarnybiniu ginklu.

Amonas   Po karo Haberis kelis metus stengėsi sukurti aukso išskyrimo iš jūros vandens būdą, turėjusį palengvinti jo tėvynei - Vokietijai užkrautų reparacijų mokėjimą. Bet po keleto metų paaiškėjo, jog pirminis aukso tankio vandenyje įvertis (buvo manoma, kad jūrose yra ištirpę net 8 mlrd. tonų aukso) yra net 1000 kartų per didelis ir toks jo gamybos būdas niekuomet nepasiteisins ekonomiškai. Tuo metu F.Haberis jau vadovavo institutui Berlyno priemiestyje Dahleme, kurį jis pavertė viena svarbiausiųjų chemijos mokslo įstaigų pasaulyje, o pats Haberis buvo vienas didžiausių mokslo visuomenės autoritetų.

   Bet ramios senatvės Haberiui neteko sulaukti. Atėję į valdžią nacistai pareikalavo iš jo pašalinti iš instituto visus žydų kilmės mokslininkus. Paties F.Haberio naciai nelietė (nors jo tėvas buvo turtingas žydų kilmės pirklys iš Breslau - dabar Vroclavas, Lenkijoje - miesto, bet Haberis dar 1903 m. buvo perėjęs į protestantų tikėjimą), bet mokslininkas atsisakė jiems paklusti ir pats verčiau pasirinko emigraciją. F.Haberis mirė 1934 m. Šveicarijoje, pakeliui į Izraelį.

   Amoniako gamyba pasaulyje ypač išaugo po Antrojo pasaulinio karo. Dabar jo kasmet yra pagaminama po 80 mln. tonų, iš kurių 80 proc. yra sunaudojama azoto trąšoms. Be abejonės, šios trąšos bus naudojamos ir ateityje, bet jau ne taip plačiai ir nevaržomai, kaip šiandien. Vis didesnį susirūpinimą kelia šiomis trąšomis pertręštoje dirvoje susikaupę nitratai bei užterštos upės ir jūros. Pavyzdžiui, Švedija per vienos žmonių kartos amžių yra nutarusi. sumažinti azotinių trąšų naudojimą40 procentų. Mineralines trąšas yra siekiama pakeisti azotą fiksuojančiomis žaliosiomis trąšomis ir mėšlu. Ateityje kiekvienas dirbamos žemės plotas turėtų būti tręšiamas tik būtinu maisto medžiagų kiekiu ir tik pačiu tinkamiausiu laiko momentu.

Atgal Pirmyn


Mokslo įdomybės