19वीं सदी के अंतिम वर्षों में, जर्मन रसायन विज्ञान व्याख्यान थिएटरों, फैक्ट्री के फर्श और सैन्य प्रयोगशालाओं के बीच इतनी आसानी से आगे बढ़ रहा था कि देखने में यह अजीब लगता है। फ़्रिट्ज़ हैबर ने उस दुनिया में एक ऐसे व्यक्ति के रूप में प्रवेश किया जो अकादमिक जिज्ञासा और औद्योगिक उपयोगिता के बीच बहते हुए कभी भी एक ही दिशा में नहीं बसा। उनका काम कृषि, युद्ध और आधुनिक रासायनिक इंजीनियरिंग को उन तरीकों से आकार देगा जो उस समय पूरी तरह से दिखाई नहीं दे रहे थे, यहां तक कि उनके साथ काम करने वालों को भी नहीं। उनके पथ में कुछ भी विशेष रूप से रैखिक नहीं था। उन्होंने संस्थानों को स्थानांतरित किया, रुचियां बदलीं और अक्सर उन समस्याओं की ओर लौट आए जिन्हें उन्होंने पहले टाल दिया था। उस बेचैनी से जो उभरा वह एक ऐसा करियर था जिसने बुनियादी विज्ञान को बड़े पैमाने पर उत्पादन के साथ जोड़ा जिस तरह से कुछ अन्य लोग प्रबंधित कर पाए। उस संबंध के परिणाम 20वीं शताब्दी में प्रयोगशालाओं से परे, खेतों, कारखानों और युद्धक्षेत्रों तक फैलेंगे।
फ़्रिट्ज़ हैबर: ब्रेस्लाउ में प्रारंभिक वर्ष और प्रयोग का शौक
फ़्रिट्ज़ हैबर का जन्म 1868 में ब्रेस्लाउ में गहरी स्थानीय जड़ों वाले एक व्यापारी परिवार में हुआ था। उनका बचपन वैज्ञानिक महत्वाकांक्षा से कम और व्यापार, दिनचर्या और एक सम्मानित घराने की अपेक्षाओं से अधिक प्रभावित था। स्कूल सेंट एलिज़ाबेथ के व्यायामशाला में आया, जहाँ शास्त्रीय शिक्षा अभी भी अपनी जगह बनाए हुए थी, हालाँकि उन्हें पाठों के बीच में तात्कालिक उपकरणों के साथ किए गए छोटे रासायनिक प्रयोगों के लिए जगह मिली।यह कोई नाटकीय मोड़ वाला बचपन नहीं था। आदतों का अधिक क्रमिक संचय। चीजों का परीक्षण करने की प्रवृत्ति, यह देखने की कि धकेलने या संयोजित होने पर पदार्थ कैसा व्यवहार करते हैं। वह जिज्ञासा उन्हें उच्च शिक्षा तक ले गई, जहां रसायन विज्ञान एक निजी आकर्षण नहीं रहा और एक औपचारिक अनुशासन बन गया।
हीडलबर्ग, बर्लिन और चार्लोटेनबर्ग में शैक्षणिक यात्रा
नोबेल पुरस्कार की आधिकारिक वेबसाइट बताती है कि, 1886 और 1891 के बीच, हैबर रसायन विज्ञान के विभिन्न दृष्टिकोणों को आत्मसात करते हुए कई जर्मन विश्वविद्यालयों में चले गए। हीडलबर्ग ने उन्हें रॉबर्ट बुन्सन की विरासत द्वारा आकार दी गई प्रयोगात्मक परंपराओं के संपर्क में लाया, जबकि बर्लिन ने उन्हें अगस्त विल्हेम वॉन हॉफमैन के तहत अधिक सैद्धांतिक माहौल से परिचित कराया। बाद में, चार्लोटेनबर्ग में, जोर फिर से लागू रासायनिक उद्योग की ओर स्थानांतरित हो गया।वे किसी एक बौद्धिक खेमे में बंधकर नहीं रहे. वह आंदोलन मायने रखता था. ऐसे समय में जब रसायन विज्ञान अभी भी खुद को शुद्ध अनुसंधान और औद्योगिक अनुप्रयोग के बीच विभाजित कर रहा था, वह बार-बार उस सीमा के पार चला गया। अपनी पढ़ाई पूरी करने के बाद, उन्होंने कुछ समय के लिए शिक्षा जगत से दूरी बना ली, अपने पिता के व्यवसाय में काम किया और जॉर्ज लंज के साथ ज्यूरिख में समय बिताया, जिनका काम तकनीकी रसायन विज्ञान पर केंद्रित था।इन वर्षों में इस बात को लेकर अनिश्चितता थी कि आख़िरकार वह कौन सी दिशा अपनाएंगे। भौतिकी, रसायन विज्ञान, उद्योग, अनुसंधान। उनमें से कोई भी पूरी तरह से व्यवस्थित नहीं हुआ।
कार्लज़ूए वर्ष और हैबर की शैक्षणिक और औद्योगिक पहचान का गठन
कार्लज़ूए में एक अधिक स्थिर चरण शुरू हुआ, जहां हैबर 1894 में हंस बंटे के समूह में शामिल हो गए। वहां का वातावरण दृढ़ता से दहन और औद्योगिक प्रक्रियाओं की ओर उन्मुख था, जो पेट्रोलियम रसायन विज्ञान में कार्ल एंगलर की रुचि से भी प्रभावित था। यह सेटिंग उसके लिए उसकी अपेक्षा से कहीं अधिक अनुकूल थी। इसने सैद्धांतिक प्रश्नों को उन समस्याओं के साथ जोड़ दिया जिनके तत्काल व्यावहारिक परिणाम थे।उन्होंने हाइड्रोकार्बन अपघटन और दहन पर ध्यान केंद्रित करते हुए 1896 में प्रिविटडोजेंट के रूप में अपनी योग्यता पूरी की। उनके प्रारंभिक शैक्षणिक कार्य में पहले से ही इस बात की चिंता दिखाई दे रही थी कि रासायनिक प्रतिक्रियाएं अमूर्त अलगाव के बजाय नियंत्रित परिस्थितियों में कैसे व्यवहार करती हैं।कार्लज़ूए एक लंबा प्रवास बन गया। समय के साथ, वह सहायक भूमिकाओं से भौतिक रसायन विज्ञान और इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री में प्रोफेसर पद पर स्थानांतरित हो गए। यहीं पर उन्होंने दोहरी पहचान विकसित करना शुरू किया जो उनके करियर को परिभाषित करेगी: अकादमिक वैज्ञानिक और औद्योगिक समस्या समाधानकर्ता।
का विकास इलेक्ट्रोड विज्ञान और इसका स्थायी प्रयोगशाला प्रभाव
1890 के दशक के अंत तक, उनका ध्यान विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर केंद्रित हो गया था, विशेष रूप से विद्युत क्षमता रासायनिक परिवर्तन को कैसे निर्देशित कर सकती है। उन्होंने ऑक्सीकरण और कटौती प्रक्रियाओं पर काम किया, यह पता लगाया कि नियंत्रित विद्युत स्थितियों के अधीन होने पर पदार्थ कैसे व्यवहार करते हैं।इस अवधि में उनके कुछ योगदान चुपचाप आधारभूत बन गए। इलेक्ट्रोड प्रणालियों पर काम ने अम्लता को मापने में बाद के विकास को प्रभावित किया, जिसमें ऐसे उपकरण भी शामिल थे जो प्रयोगशालाओं में मानक बन गए। सहयोगियों के साथ विकसित ग्लास इलेक्ट्रोड, प्रयोग के इस चरण से उभरा।उनकी रुचि न केवल अलग-अलग प्रतिक्रियाओं में थी बल्कि उन प्रणालियों में भी थी जिन्हें बढ़ाया या अनुकूलित किया जा सकता था। भाप इंजन, ईंधन दक्षता, दहन हानियाँ। ये उनके लिए विशुद्ध रूप से अकादमिक प्रश्न नहीं थे। वे उस समय के उद्योग, ऊर्जा और इंजीनियरिंग सीमाओं से बंधे थे।
वायुमंडलीय नाइट्रोजन और प्राकृतिक निषेचन की सीमाओं को समझना
20वीं सदी की शुरुआत तक, एक वैज्ञानिक और औद्योगिक समस्या तेजी से जरूरी होती जा रही थी: नाइट्रोजन स्थिरीकरण। वायुमंडलीय नाइट्रोजन प्रचुर मात्रा में थी लेकिन अधिकांश जीवों के लिए रासायनिक रूप से दुर्गम थी। नाइट्रोजन को उपयोगी यौगिकों में परिवर्तित करने के लिए पौधे सीमित प्राकृतिक प्रक्रियाओं, विशेष रूप से मिट्टी के बैक्टीरिया और बिजली से चलने वाली प्रतिक्रियाओं पर निर्भर थे।इस सीमा के विरुद्ध कृषि पर पहले से ही दबाव पड़ना शुरू हो गया था। गुआनो जैसे प्राकृतिक उर्वरक दूर के स्रोतों से आयात किए जा रहे थे, और उनकी आपूर्ति न तो स्थिर थी और न ही अनंत थी। यह विचार कि फसल उत्पादन को अंततः केवल भूमि के बजाय रसायन विज्ञान द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है, अब सैद्धांतिक नहीं रह गया था।हैबर जैसे रसायनज्ञों के लिए, इसने भारी व्यावहारिक भार वाली एक तकनीकी चुनौती पेश की। यदि हवा से नाइट्रोजन को कुशलतापूर्वक अमोनिया में परिवर्तित किया जा सके, तो यह वैश्विक स्तर पर खेती और खाद्य आपूर्ति को नया आकार देगा।
प्रयोगशाला की खोज से लेकर इसके विकास तक हैबर-बॉश प्रक्रिया
1900 के पहले दशक के आसपास, हेबर नए सिरे से ध्यान केंद्रित करके नाइट्रोजन समस्या पर लौट आए। पहले के प्रयोगों से पता चला था कि अमोनिया का उत्पादन किया जा सकता है, लेकिन अत्यधिक परिस्थितियों में केवल थोड़ी मात्रा में। कठिनाई नाइट्रोजन परमाणुओं के बीच मजबूत बंधन को तोड़ने और फिर परिणामी यौगिकों को स्थिर करने में है।उच्च दबाव, ऊंचे तापमान और उपयुक्त उत्प्रेरक के संयोजन के माध्यम से, उन्होंने अंततः नाइट्रोजन और हाइड्रोजन से अमोनिया के उत्पादन की एक व्यावहारिक विधि का प्रदर्शन किया। यह प्रक्रिया लंबे समय तक प्रयोगशाला की जिज्ञासा नहीं बनी रही। औद्योगिक रसायनज्ञ कार्ल बॉश ने बाद में आवश्यक दबाव बनाए रखने में सक्षम इंजीनियरिंग तकनीकों का उपयोग करके इसे अनुकूलित और स्केल किया।परिणाम को हेबर-बॉश प्रक्रिया के रूप में जाना जाने लगा। यह प्रायोगिक रसायन विज्ञान से बड़े पैमाने पर उत्पादन की ओर तेजी से आगे बढ़ा, जिससे सिंथेटिक उर्वरक उद्योगों का आधार बना। कृषि के लिए निहितार्थ तत्काल और दीर्घकालिक थे, भले ही उन्हें पहले पूरी तरह से समझा नहीं गया था।
युद्ध, रासायनिक हथियार और व्यक्तिगत तनाव
जब प्रथम विश्व युद्ध शुरू हुआ, तो हैबर के काम ने एक अलग दिशा ले ली। गैसों और बड़े पैमाने पर प्रतिक्रियाओं में उनकी विशेषज्ञता ने उन्हें सैन्य अधिकारियों के लिए रुचि का व्यक्ति बना दिया। वह रासायनिक युद्ध अनुसंधान और तैनाती में शामिल हो गए, इस काम ने उन्हें संघर्ष के सबसे विवादास्पद विकासों में से एक के केंद्र में रखा।क्लोरीन गैस उपयोग किए जाने वाले शुरुआती पदार्थों में से एक थी, जिसे युद्ध के मैदान की स्थितियों में छोड़ा गया था जहां हवा और समय ने इसके प्रभाव को निर्धारित किया था। परिणाम अप्रत्याशित थे, लेकिन अक्सर विनाशकारी थे। बाद के विकासों में अधिक स्थायी यौगिक शामिल थे जो लंबे समय तक चोट और पीड़ा का कारण बने।इस अवधि की व्यक्तिगत लागत अक्सर उनके निजी जीवन से जुड़ी होती है। क्लारा, जो स्वयं एक वैज्ञानिक थी, से उनका विवाह उनके युद्धकालीन कार्य और राजनीतिक तालमेल के दबाव में बिगड़ गया। 1915 में आत्महत्या से उनकी मृत्यु ने एक ऐसे विच्छेद को चिह्नित किया जो तब से उनकी जीवनी के साथ निकटता से जुड़ा हुआ है।युद्ध के दौरान भी, उन्होंने यह तर्क देना जारी रखा कि रासायनिक हथियार तेजी से समाधान के लिए मजबूर करके संघर्ष को कम कर सकते हैं। उस दृष्टिकोण पर तब और बाद में व्यापक रूप से विवाद हुआ था।
1918 के बाद के वर्षों में वैज्ञानिक मान्यता और विवाद
1918 के बाद के वर्षों में उनकी प्रतिष्ठा बँट गयी। अमोनिया संश्लेषण कार्य को कृषि में इसकी भूमिका के लिए मनाया गया, जबकि उनकी युद्धकालीन गतिविधियों की कई हलकों में निंदा की गई। उन्हें प्रमुख वैज्ञानिक मान्यता प्राप्त हुई, हालाँकि सार्वजनिक स्वागत मिश्रित और कभी-कभी शत्रुतापूर्ण था।उन्होंने 1920 के दशक का कुछ समय विभिन्न परियोजनाओं पर काम करते हुए बिताया, जिसमें समुद्री जल से मूल्यवान सामग्री निकालने का प्रयास भी शामिल था, यह अवधारणा आंशिक रूप से जर्मनी के युद्ध के बाद के आर्थिक दबावों से प्रेरित थी। इन प्रयासों में से अधिकांश ने व्यावहारिक परिणाम नहीं दिए, लेकिन उन्होंने बड़े पैमाने पर रासायनिक प्रणालियों में उनकी निरंतर रुचि को प्रतिबिंबित किया।बर्लिन में उनका संस्थान भौतिक रसायन विज्ञान में अनुसंधान का केंद्र बन गया, जहां कई वैज्ञानिकों ने मेजबानी की, जो बाद में अपने आप में प्रभावशाली बन गए।
अंतिम वर्ष और असहज विरासत
1930 के दशक की शुरुआत में, जर्मनी में राजनीतिक परिवर्तनों ने उनकी स्थिति को प्रभावित किया। अपनी पिछली स्थिति के बावजूद, उन्होंने अंततः अपने संस्थान के सदस्यों को लक्षित नस्लीय कानूनों के लागू होने के बाद अपना पद छोड़ दिया। इसके बाद निर्वासन हुआ, पहले इंग्लैंड और फिर स्विट्जरलैंड।पिछले कुछ समय से उनके स्वास्थ्य में गिरावट आ रही थी, विशेषकर उनके हृदय की स्थिति में। 1934 में यात्रा के दौरान बेसल में उनकी मृत्यु हो गई, उन संस्थानों से दूर, जिन्हें उन्होंने कभी आकार दिया था।उनकी विरासत को सरल शब्दों में संक्षेपित करना कठिन है। वही रासायनिक प्रक्रिया जिसने वैश्विक कृषि को बनाए रखने में मदद की, वह एक ऐसे करियर से जुड़ी है जो औद्योगिक युद्ध से भी जुड़ा हुआ है। उनका काम दोनों डोमेन में है, कोई भी एक-दूसरे से पूरी तरह अलग नहीं है।