在人類農(nóng)耕文明數(shù)千年的歷史中，

饑餓始終如影隨形。

我們的祖先很早就發(fā)現(xiàn)，

在施用過“農(nóng)家肥”的土地上，

莊稼長(zhǎng)得格外茂盛。

這種樸素的觀察背后，

隱藏著一個(gè)困擾人類數(shù)千年的元素

——“氮”。

氮對(duì)于植物生長(zhǎng)至關(guān)重要，

它是植物體內(nèi)葉綠素的組成部分、

是氨基酸的組成部分、

也是構(gòu)成蛋白質(zhì)的重要成分。

不幸的是，

地球土壤中的氮含量卻極其有限。

雖然大氣中78%都是氮?dú)猓?/p>

但這種穩(wěn)定的雙原子分子

卻頑固地拒絕與大多數(shù)化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。

因過于穩(wěn)定，氮?dú)獗挥糜谑称钒b中 | 圖源網(wǎng)絡(luò)

二十世紀(jì)之前，

農(nóng)民獲取氮肥的唯一途徑就是收集人畜糞便。

然而這種原始的方式效率低下，

不僅難以規(guī)?；?，運(yùn)輸也是個(gè)大問題。

電影《新上海灘》中的收糞工 | 來源：電影截圖

直到1909年，

德國化學(xué)家弗里茨·哈伯

在實(shí)驗(yàn)室首次實(shí)現(xiàn)了氮?dú)夂蜌錃獾拇呋铣桑?/p>

將空氣中過于穩(wěn)定的氮?dú)?/p>

轉(zhuǎn)化為植物可吸收的氨(NH?)。

眾所周知，氨氣有非常大的“廁所味”

但這僅僅是開始，

化學(xué)家們依然面臨著“地獄難度”的挑戰(zhàn)：

首先，氫氣與氮?dú)獾闹苯臃磻?yīng)，

需要200個(gè)大氣壓和500℃高溫，

而高溫高壓下鋼鐵會(huì)出現(xiàn)“氫脆”現(xiàn)象，

導(dǎo)致反應(yīng)器的破壞；

其次，反應(yīng)所需的催化劑也過于昂貴，

阻礙了合成氨技術(shù)的工業(yè)化。

而卡爾·博施和同事的解決方案充滿智慧，

他們一起設(shè)計(jì)了雙層反應(yīng)器，

讓內(nèi)外壓力相互抵消。

這具高達(dá)12米的設(shè)備現(xiàn)在已被改裝為一座紀(jì)念碑 | 來源：巴斯夫（中國）有限公司

與此同時(shí)，另一組化學(xué)家

開發(fā)出了能與新反應(yīng)器組成“CP”

的廉價(jià)鐵基催化劑，

完成了偉大的合成氨工業(yè)化，

人類第一次“馴服”了大氣中的氮。

卡爾·博施本人也因此獲得

1931年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

卡爾·博施 | 來源：wiki

隨后，科學(xué)家將氨作為原料，

通過化學(xué)反應(yīng)合成固態(tài)的尿素或銨鹽，

便于運(yùn)輸和儲(chǔ)存，

尿素也成為了人工合成的第一種有機(jī)物。

沒見過尿素沒關(guān)系，你肯定見過尿素的袋子 | 來源：bing

這一突破很快惠及全球。

1922年，首批德國合成化肥運(yùn)抵中國福建，

用于茶葉種植。

巴斯夫公司甚至專門制作了中文宣傳日歷，

向中國農(nóng)民普及這一“神奇粉末”。

但在積貧積弱的舊中國，

化肥始終是奢侈品。

100年前的化肥海報(bào)和化肥日歷 | 來源：巴斯夫（中國）有限公司

新中國成立后，

糧食短缺問題依然嚴(yán)峻，

由于糧食只能定量供應(yīng)等原因，

糧票制度應(yīng)運(yùn)而生，

成為了幾代中國人的集體記憶。

過去的上海市糧票 | 來源：抖音@健康是福

轉(zhuǎn)機(jī)出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代。

國家下定決心引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，

建設(shè)了13套大化肥裝置，

我國現(xiàn)代化肥工業(yè)體系逐步建立起來。

在這些化肥裝置陸續(xù)投產(chǎn)后的幾年后，

伴隨了中國人近四十年的糧票

逐漸退出歷史舞臺(tái)。

這些看著像泡沫塑料的顆粒，

就這樣悄然改寫了中國的糧食史。

氮肥顆粒 | 來源：版權(quán)圖庫

今天，中國已成為全球最大的氮肥生產(chǎn)國，

合成氨技術(shù)也在持續(xù)進(jìn)化。

從零碳制氫到低溫合成，

科學(xué)家們正致力于減少這一過程的碳排放。

當(dāng)你正在快樂“干飯”時(shí)，

別忘了這些小顆粒的貢獻(xiàn)！

來源：上?？萍拣^

編輯：小鹿

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