1.人工合成氨(哈伯-博斯(Haber-Bosch)制氨法)
毫无疑问氮肥的出现使得农业生产发生了翻天覆地的巨变,使得原本不能承受这么多人口的地球上幸福地生活着我们。
氮气是空气的主要成分,占空气的78%,不过氮气由于其超级稳定的化学结构通常不怎么和其他的物质发生反应,所以植物和动物无法从空气中直接获得氮元素,如何能让植物吸收氮元素一直是农业生产的巨大难题。
1910年,德国化学家弗里茨·哈伯和卡尔·博斯在无数次的实验中得到了合适的催化剂,直接用氮气和氢气制备了氨气,震撼了全世界。氨气可以用于生产肥料(因为氨气要比氮气活泼得多),大幅度提高农作物产量,给人类提供了更多的食物。
现如今得我们,体内80%的氮都来自于哈伯-博斯制氨法,这个化学反应或许是过去一百年间全球人口得以暴涨的最主要原因,哈伯也因此得到了诺贝尔奖。
哈伯与爱因斯坦合影
2.意外造就的新材料-聚乙烯(塑料)
如今生活中我们使用的大部分塑料制品都由聚乙烯制成。这种年产量超过八千万吨的材料的发明竟来自两次意外发现。
聚乙烯首次发现是在1898年,德国化学家汉斯·冯·佩希曼在他的试管底发现了一些蜡状物质。研究后发现它是一种长链分子,当时给它取名叫聚亚甲基。但是他们的制备方法没有太大的实用价值,所以在相当长的一段时间里都毫无进展。
直到1933年,ICI公司的化学家发明出了一种聚乙烯的全新制造方法。他们在一些高压反应中发现了冯·佩希曼曾留意过的蜡状物质。仅仅两年后,ICI公司就将这一偶然间的发现变成了实用的合成方法,从此塑料的生产变得极其简便。
3.青霉素
青霉素相信大家一定不陌生,如今的生活中的小小伤口或者嗓子疼我们都不在意,因为我们有青霉素,可是在青霉素发明之前,这些小小的疾病都足以要命。
1928年,亚历山大·弗莱明发现培养皿上的霉块能抑制周围细菌的生长,并把发挥抑菌作用的化学物质称为青霉素。但是,他一直没有成功地从霉菌中提取出可以直接使用的青霉素。直到1939年,澳大利亚药理学家霍华德·弗洛里终于找到了一种大量提纯青霉素的方法,使得青霉素之真正投入使用。
青霉素的大规模生产始于1944年,化学工程师玛格丽特·哈钦森·鲁索将弗洛里设计的仪器改进为大规模生产车间。
值得一提的是,即使青霉素大规模合成也不能像今天这样方便使用,这中间还有一项重要的技术-冻干技术直接推动了青霉素的发展,小编在之前的文章中仔细讲过这项技术,感兴趣的朋友可以查看。
4.墨西哥山药中提取出的避孕药
避孕是一个古老的话题,早在20世纪30年代,医生们便知道激素疗法可以应用于治疗癌症和月经失调问题,同时可以用做避孕,但由于找不到大规模合成激素的方法,相关的医学研究也无法继续。
宾夕法尼亚州立大学的有机化学教授拉塞尔·马克发现了合成孕酮的捷径,大大降低了其生产成本。他一直致力于在植物中寻找结构类似孕酮的分子,最终在墨西哥山药中分离得到一种化合物,只需一步便能转化成孕酮,制成第一代避孕药,可以说这项技术造福了无数人民,极大发展了如今的避孕技术。
5.液晶显示屏
彩色显示器最早诞生于20世纪60年代晚期,英国国防部提出想要发明一种新的平面显示器,用来替代军用车辆上装备的笨重且昂贵的显示器。当时其实已经有人提出了液晶显示器(LCD)的概念,但是LCD的工作温度实在太高,不具备实用价值。
1970年,英国国防部指派赫尔大学的乔治·格雷找到了使LCD在更适宜的温度下工作的办法。他合成出了一种叫做5CB的新分子,完全符合低温工作的要求。20世纪70年代晚期到80年代早期,全世界90%的LCD设备都使用了5CB,直到现在,廉价的手表和计算器仍在使用LCD。同时,5CB的衍生物也直接促进了如今我们生活中的手机、电脑、电视的诞生。
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