Haberov-Boschov proces priemyselnej syntézy čpavku, ktorý je základom výroby umelých hnojív, a znamená kľúčový príspevok k riešeniu problému výživy stále početnejšieho ľudstva („chlieb zo vzduchu“), predstavuje konštruktívne použitie vedy, píše portál iDnes.
Priemyselná výroba výbušnín, ktorá je tiež založená na Haberovom objave katalytickej prípravy čpavku („strelný prach zo vzduchu“) a ktorá umožnila okrem iného dlhodobé zotrvanie Nemecka v prvej svetovej vojne, predstavuje použitie deštruktívne, v tomto prípade doslova.
Počas prvej svetovej vojny Haber preorientoval svoj ústav na vývoj toxických plynov, považovaných mnohými historikmi za prvé zbrane hromadného ničenia. To robí z Fritza Habera jedného z najvýznamnejších, ale zároveň aj najkontroverznejších vedcov modernej doby.
Nemilovaný syn
Fritz Haber sa narodil 9. decembra 1868 v pruskej Breslau (dnešnej poľskej Vroclavi). Jeho otec bol bohatý obchodník s farbivami a farmaceutickými produktami. Jeho matka zomrela krátko po pôrode. Podľa neskorších Haberových vyjadrení otec synovi smrť manželky nikdy neodpustil.
V čase dospievania bol najsilnejším rodinným vplyvom Haberov strýko Hermann, liberál, ktorý vydával miestne noviny. Hermann tiež vo svojom byte poskytol priestor pre Fritzove skoré chemické pokusy. Záujem o chémiu v Haberovi vzbudil jeho otec, ktorý mal určité znalosti chémie, potrebné na prevádzku svojej firmy.
Fritz študoval na humanitne zameranom gymnáziu. Polovica študentov bola zo židovských rodín ako Fritz. Namiesto toho, aby nastúpil do učenia, ktoré by ho v súlade s otcovým prianím pripravilo na prevzatie rodinnej firmy, Haber s Hermannovou pomocou presadil svoje prianie študovať na univerzite.
Vo veku osemnástich rokov bol imatrikulovaný na berlínskej Friedrich-Wilhelms-Universität ako študent chémie a fyziky. Druhý ročník strávil v Heidelbergu a tretí na berlínskej Technische Hochschule Charlottenburg (dnes Technische Universität Berlin), kde študoval organickú chémiu. Promoval roku 1891 vo veku 23 rokov.
Wanderjahre a zakotvenie v Karlsruhe
Po návrate domov sa Haber podrobil otcovmu nátlaku, aby sa podrobnejšie oboznámil s tým, ako to chodí v chemickom priemysle. Ten bol úzko spojený s fenomenálnym hospodárskym vzostupom Nemecka v druhej polovici 19. storočia a bol glorifikovaný kultom vedy a techniky.
Haber vo veku 25 rokov konvertoval na kresťanstvo. Stal sa profesorom fyzikálnej chémie v Karlsruhe a počas sedemnástich rokov rozvinul neobyčajne široký výskumný program, ktorého rozpätie siahalo od chemickej technológie cez elektrochémiu až po chémiu v plynnej fáze.
Rendez-vous dusíka a vodíka
Haberovým hlavným úspechom počas pôsobenia v Karlsruhe bol objav katalytickej syntézy amoniaku. Haber sa prvýkrát zaoberal priamou syntézou čpavku z dusíka a vodíka v roku 1903. Zistil vtedy, že výťažok reakcie za normálneho tlaku a pri teplote 1 000 °C je iba 0,004 %, a teda príliš málo na to, aby priama syntéza mala akýkoľvek komerčný význam.
Aj keď bolo Haberovi dobre známe, že zvýšenie tlaku by viedlo k väčším výťažkom, pozastavil výskum reakcie z obavy, že by sa príslušné technické ťažkosti len ťažko prekonávali. Jeho „heuréka“ moment, kedy syntetický čpavok začal prvýkrát po kvapkách plniť skúmavku, nastal v roku 1909.
Priemyselná syntéza čpavku, vyvinutá Carlom Boschom, Alwinom Mitaschom a ich spolupracovníkmi vo firme Badische Anilin und Soda Fabrik (BASF), používa ako katalyzátor namiesto osmia oveľa menej exotické železo.
Haber k tomu v roku 1910 poznamenal: „Je pozoruhodné, ako stále vychádzajú najavo nové stránky vecí. V tomto prípade železo, s ktorým pracoval (neúspešne) už Ostwald a my sme ho testovali najmenej stokrát v jeho čistom stave, funguje dobre vo svojom nečistom stave.“ Bosch a spol. totiž použili tzv. vodný plyn, ktorý zaviedol žiaduce nečistoty.
Podľa dnešných odhadov by takmer tretina ľudstva nebola schopná prežiť bez Haberovho-Boschovho procesu. Zhruba polovica atómov dusíka v tele dnešného Európana či Američana prešla Haberovým-Boschovým procesom. Najväčším producentom čpavku je v súčasnosti Čína.
V službách cisára
Na prelome storočia sa začala skupina prominentných chemikov za účasti Nernsta, Ostwalda a Emila Fischera zaoberať myšlienkou vybudovať ríšou sponzorovaný ústav venovaný chemickému výskumu. Po niekoľkoročnej kryštalizácii a za prispenia vplyvných pruských úradníkov, ako aj cisárskeho knihovníka, sa táto myšlienka vyvinula v ideu Spoločnosti cisára Viliama (teraz Spoločnosť Maxa Plancka) na podporu všetkých vied.
Jedným z dvoch prvých ústavov Spoločnosti cisára Viliama bol Ústav fyzikálnej chémie a elektrochémie. Bol financovaný z prostriedkov venovaných podnikateľom a bankárom Leopoldom Koppelom, jedným z najbohatších ľudí vo vtedajšom Nemecku.
Koppelov dar bol ale spojený s podmienkou, že sa riaditeľom ústavu stane Fritz Haber. Ponuke Haber nedokázal odolať: jej súčasťou bol veľkorysý rozpočet na výskum, profesúra na berlínskej univerzite a členstvo v Pruskej akadémii vied, jednej z najrenomovanejších učených spoločností, ktorá v roku 1913 prilákala do Berlína aj Alberta Einsteina.
Medzi Einsteinom a Haberom sa čoskoro vyvinul blízky osobný vzťah. Einsteinov súkromný život (jeho nefunkčné manželstvo s Milevou Marić) zrejme pomohlo jeho zblíženiu s Haberom, ktorý dokonca občas fungoval ako prostredník medzi Einsteinom a jeho ženou a poskytoval Einsteinovi útechu po ich rozchode v roku 1914.
Prvá svetová vojna a chemické zbrane
Prvá svetová vojna prerušila éru mieru a prosperity, ktorá v Prusku trvala 43 rokov. Jej prvé výstrely mali ozvenu v slovných potýčkach medzi intelektuálmi bojujúcich strán. Táto „vojna intelektov“ nadobudla čoskoro letálnu podobu, keď vedecké obce znepriatelených strán začali vyvíjať nové zbrane.
Haberova iniciatíva vyvinúť chemické zbrane a jeho účasť pri ich použití patrí k tým najlepším príkladom oboch. Haber bol katapultovaný do prominentnej pozície nutnosťou vyrábať „strelný prach zo vzduchu“, keď sa jeho doterajší zdroj stal predmetom britskej námornej blokády. Haber využil svoje postavenie na to, aby prehovoril vedenie nemeckej armády vyskúšať chemickú zbraň priamo v poli.
Dňa 22. apríla 1915 bolo u belgického mesta Ypres na úseku frontu v dĺžke šesť kilometrov vypustených 167 ton chlóru z celkom 5 700 tlakových fliaš. Zelené mračno plynu bolo nesené dlho očakávaným vetrom do britských a francúzskych zákopov. Mračno za sebou zanechalo 5-tisíc obetí, z toho tisíc mŕtvych, medzi ktorými boli aj Nemci náhodne zasiahnutí touto inherentne nepresnou zbraňou.
Útok bol opakovaný o dva dni neskôr za priaznivejších poveternostných podmienok a mal 10-tisíc obetí, z toho 4-tisíc mŕtvych. „Úspech“ chemického útoku pri Ypres presvedčil vedenie nemeckej armády, aby rozšírila arzenál o chemické zbrane. Haber bol cisárskym dekrétom povýšený do hodnosti kapitána.
Haber považoval chemické zbrane za prostriedok na zastrašenie protivníka a východisko z patovej situácie zákopovej vojny, v ktorej denne umierali tisíce a niekedy aj desaťtisíce vojakov. Haberova viera v schopnosť vedy pomôcť pri riešení praktických problémov ľudstva tu však zašla príliš ďaleko, a to ako morálne, tak aj technicky.
Krajiny Dohody začali vzápätí tiež používať chemické zbrane, ktoré tak len prispeli k už beztak neopísateľnému utrpeniu vojakov na fronte bez toho, aby poskytli vojenskú výhodu niektorej z bojujúcich strán. Na konci prvej svetovej vojny bola zhruba štvrtina delových granátov oboch bojujúcich strán plnená chemickými bojovými látkami, najmä fosgénom.
Obvykle sa uvádza, že celkom 92-tisíc vojakov bolo zabitých a 1,3 milióna zranených či zmrzačených chemickými zbraňami. Koniec prvej svetovej vojny však neprivodili chemické zbrane, ale ekonomický kolaps Nemecka. Väčšina vojenských obetí v prvej svetovej vojne (odhadovaných na 10 miliónov mŕtvych) zahynula vďaka výbušninám vyrábaným chemickým priemyslom zúčastnených strán. Preto sa prvej svetovej vojne tiež hovorí „vojna chemikov“.
Španielska chrípka, ktorá vypukla v januári 1918 a ktorá spôsobila smrť 50 miliónov ľudí po celom svete, než sa dala o tri roky neskôr na ústup, nám dáva tušiť, aké dôsledky by mala biologická vojna. Toto číslo spolu s údajmi o možnom vyhubení ľudstva vo vojne jadrovej poskytuje kontext pre posúdenie relatívnej letálnosti zbraní chemických.
Nobelova cena
V roku 1919 vyhlásila Švédska kráľovská akadémia Nobelovej ceny za obdobie 1914-1919. Päť z nich putovalo do Nemecka. Novými laureátmi sa stali Max von Laue, Richard Willstätter, Max Planck, Johannes Stark a Fritz Haber, ktorý dostal Nobelovu cenu za chémiu na rok 1918 „za syntézu čpavku z jeho prvkov“.
Avšak Haber bol zapojený do vývoja chemických zbraní nielen počas vojny, ale dokonca aj po nej. Aby sa program vývoja chemických zbraní vyhol inšpekciám zadaným Versailleskou zmluvou, bol prevedený do tretích krajín, medzi nimi aj do Sovietskeho zväzu. Haberova rola v programe skončila až v roku 1933, kedy bol nacistami odstavený.
Výrobné linky používané počas prvej svetovej vojny na výrobu chemických zbraní boli po vojne konvertované na výrobu prostriedkov na ničenie hmyzu. Medzi látkami, ktoré boli vyvinuté ako účinné fumiganty, bol aj Zyklon B, použitý neskôr v nacistických táboroch na vyhladenie miliónov ľudí, najmä Židov, vrátane niekoľkých Haberových príbuzných.
Neopätovaná láska
Haberov židovský pôvod spolu s jeho demokratickými postojmi bol tŕňom v oku nacistov, ktorí ho po svojom nástupe k moci označili ako personu non grata. Minister kultúry a školstva Bernhardt Rust to zhrnul za svojich straníckych súdruhov, keď vyhlásil: „Už mám dosť toho Žida Habera.“
Haber odmietol uplatniť nacistický rasový zákon, na základe ktorého mal prepustiť z ústavu zamestnancov židovského pôvodu. Namiesto toho na protest proti nacistickej rasovej politike rezignoval. Vo svojom liste, datovanom 30. apríla 1933, napísal, že si „nevyberá svojich spolupracovníkov podľa ich rasového zloženia, ale na základe ich vedeckých schopností a ich charakteru.“
Haberovi medzitým prišli početné pozvania na dlhodobé stáže z mnohých krajín. Haber sa rozhodol pre Britániu a stal sa hosťom na univerzite v Cambridgi. Počas dvojmesačného pobytu prežil možno posledné šťastné okamihy svojej vedeckej dráhy.
Haberov pobyt v Cambridgi viedol tiež do istej miery k jeho zmiereniu s britskou vedeckou obcou, ktorej niektorí členovia ho bojkotovali kvôli jeho úlohe v chemickej vojne. Neobvykle studená zima 1933-1934 ešte viac podlomila Haberovo krehké zdravie, takže sa nechal prehovoriť k ceste na juh.
Fritz Haber zomrel 29. januára 1934 pri prejazde Bazilejom. Tam bol tiež pochovaný. Einsteinove slová, adresované Haberovmu synovi Hermannovi, znejú ako epitaf Fritza Habera: „Nakoniec musel prežiť všetku trpkosť opustenia tými, na ktorých mu veľmi záležalo. (…) Bola to tragédia nemeckého žida: tragédia neopätovanej lásky.“
Portál iDnes patrí do portfólia vydavateľstva Mafra, ktorého súčasťou je aj Brainee.