Пол Оффит - Ящик Пандоры. Семь историй о том, как наука может приносить нам вред

Публикация Габера привлекла внимание Вальтера Нернста, директора Геттингенского института, первого профессора физической химии и настоящего гиганта мысли в этой области. Большую часть академической карьеры Нернст занимался термодинамикой и впоследствии сформулировал ее третий закон (он же теорема Нернста), за что и удостоился Нобелевской премии. Данные в публикации Габера противоречили тем, что были рассчитаны по теореме Нернста. Профессор вместе с ассистентом повторил эксперимент, но результаты еще больше расходились с данными Габера. Нернст немедленно написал Фрицу письмо, чтобы выразить свое недовольство по этому поводу.

Габер воспринял критику Нернста близко к сердцу, повторил эксперименты и пришел к выводу, что Вальтер действительно прав. Оба ученых провели аналогичные опыты и выяснили: синтезировать аммиак из азота, содержащегося в воздухе, слишком неэффективно. Но Нернст этого так не оставил. Он счел первую публикацию Габера личным оскорблением и принял решение унизить его. В мае 1907 года на международной встрече Немецкого общества прикладной физической химии имени Бунзена Вальтер вызвал Фрица на дискуссию. «Я бы хотел предложить профессору Габеру прямо сейчас использовать метод, который наверняка даст по-настоящему точные значения», — сказал он. Позже Нернст назовет результаты исследования Фрица stark unrichtigen Zahlen, или «невероятно неточными», и скажет, что фиксация азота в лабораторных условиях — дурацкая затея. Публичная критика перед лицом собравшихся коллег очень задела и разозлила Габера. Чтобы восстановить репутацию, он задался целью отомстить Нернсту и довести опыты по получению аммиака из азота, содержащегося в воздухе, до приемлемого результата.

После дискуссии в Обществе имени Бунзена Фриц Габер несколько раз совершил невозможное. Во-первых, к нему в лабораторию пришел молодой химик из Англии по имени Роберт Ле Россиньоль. Он был изобретательным человеком и умел проводить эксперименты. В конце концов они сконструировали небольшой настольный аппарат из кварца и железа, способный выдерживать температуру 1832 °F (1000 °C), то есть достаточно высокую, чтобы расплавить медь, и давление 206 843 гПа — им можно разрушить подводную лодку. Во-вторых, Габер нашел катализатор, ускоряющий реакцию, — редкий металл осмий, из которого делали нить накаливания для электрических лампочек. В-третьих, придумал способ быстро охлаждать аммиак, чтобы тот не успевал сгорать при высоких температурах. И наконец, самое важное: Карл Энглер, научный руководитель Габера в университете Карлсруэ, настоял, чтобы концерн BASF спонсировал эксперименты Фрица. Если все получится, патент принадлежал бы BASF, а у Габера появился бы коммерческий партнер.

Габер и Ле Россиньоль пробовали разные приспособления, температурные режимы и давление. И в конце концов март 1909 года подарил первые проблески успеха. Фриц был в полном восторге. И когда его коллега мечтательно вспоминал: «Вижу, как сейчас, целый кубический сантиметр аммиака! Фантастика!» — Габер кричал ему: «Успокойтесь, вы еще рассмо́трите, как жидкий аммиак потечет по трубам!» Вещества получилось немного, примерно одна пятая чайной ложки, но это было только начало. Уже через несколько месяцев аппарат Габера и Ле Россиньоля работал круглосуточно, производя аммиак.

2 июля 1909 года компания BASF направила двух представителей в лабораторию Фрица Габера: Карла Боша, главного научного сотрудника, и Альвина Митташа, химика и эксперта в области катализаторов. К сожалению, один из помощников Габера слишком сильно затянул затвор, и во время демонстрации тот начал протекать. Бош несколько часов прождал его ремонта, а затем ушел. Но Митташ остался. После того как прибор починили и заново запустили реакцию, все сработало превосходно, и за пять часов демонстрационной работы аппарат произвел 85 г аммиака. Итог был на несколько порядков выше предыдущего. Вместо прежних 0,005 % теперь удалось получить около 8 %. Митташ был убежден, что этот результат уже выгоден коммерчески. Он отправился в BASF с хорошими новостями для Боша.

Небольшое количество аммиака, которое несколько человек получили во второстепенном университете немецкого города Карлсруэ, вскоре изменит мир. Благодаря этому открытию Фриц Габер сильно разбогатеет, заплатив, однако, за это высокую цену.

После успеха в лаборатории компании BASFнужно было наладить производство, пока имея в распоряжении только настольный прибор. С нелегкой задачей увеличения масштабов справился Карл Бош.

Ему исполнилось всего тридцать пять, когда он встал во главе этого проекта. Сын поставщика газового и сантехнического оборудования из Кельна, он сначала руководил мастерской отца. Еще в детстве Карл как-то соскреб лаковое покрытие с родительской кровати, чтобы увидеть дерево, из которого она была сделана. Затем он по винтикам разобрал швейную машинку матери, чтобы посмотреть, как она устроена. В юности часто бывал на фабрике отца и учился паять, работать на металло- и деревообрабатывающих станках — то есть изучал все то, что потом ему очень пригодилось.

По образцу представленного Габером аппарата через десять месяцев в небольшой деревне Людвигсхафен [13] Людвигсхафен сейчас большой город — Людвигсхафен-на-Рейне, с населением 163 832 человека (данные на 2014 год). Прим. перев. недалеко от Карлсруэ Карл Бош создал свой. Настольный аппарат Габера высотой 60 см превратился в восьмиметровую мегамашину. Официально фабрика открылась 18 мая 1910 года. За два месяца на ней произвели более 900 кг аммиака, а к началу января 1911 года объемы производства достигли 3600 кг в день. Бош перенес производство немного ниже по Рейну, в город Оппау.

Завод стоимостью более 100 миллионов долларов официально открылся в сентябре 1913 года и стал первым предприятием по промышленному производству аммиака. У него была собственная служба грузоперевозок со своей железной дорогой, протянувшаяся на многие километры разветвленная система трубопроводов, но центром этой вселенной были компрессоры размером с локомотив, выдерживающие такие температуры и давление, которых никогда еще не добивались в этой отрасли. Всего на заводе работали более 10 000 человек, а 250 химиков и тысяча ассистентов трудились в пятиэтажной исследовательской лаборатории. Здесь эксперименты Габера и Ле Россиньоля проводились на промышленном уровне. Химики из BASF тестировали 4000 разных катализаторов, проводя при этом 20 000 независимых экспериментов. К концу года завод в Оппау работал круглосуточно и производил 60 000 тонн аммиака в год! Теперь, насколько поняли немцы, чилийские нитраты никому не нужны.

За свою работу Карл Бош удостоился Нобелевской премии. Это был первый случай в истории, когда премию дали человеку за то, что он вывел на рынок технологию, которую не сам открыл. Но не обошлось без трагедии: в 1921 году на заводе в Оппау случился взрыв [14] Взрыв на химическом заводе в Оппау был настоящей техногенной катастрофой, разрушившей 800 домов из тысячи и оставившей без крова 7500 человек. Были практически уничтожены близлежащие деревни Франкенталь и Эдигхайм. На соседних станциях поезда были сброшены с путей, а в радиусе 70 км, включая города Людвигсхафен и Мангейм, выбиты стекла во всех устоявших постройках. Грохот слышали даже за 300 км, в Мюнхене. После взрыва, оставившего воронку размером 90×125 м и глубиной 20 м, начался сильный пожар, бушевавший несколько дней. Жертвами катастрофы стали 561 человек, свыше 1500 получили ранения и ожоги. Прим. ред. , погубивший более 500 человек.