莫桑的炉

在公众的心目中，化学家是一个极端分子，过着充满火焰和爆炸的生活。这是一个神话，我们中的一些人可能不小心通过展示我们的研究对象的热情的一面，给人的印象是，化学家只穿着有衬垫的实验室外套和头盔。更有害的是，浮华的化学展览掩盖了我们工艺中智慧的一面。然而，探索化学相空间的极端总是富有成效的，有很多化学家可以选择来说明这一点。

亨利·莫瓦桑出生在法国西南部的一个普通家庭。莫瓦桑12岁时，全家搬到了巴黎附近的莫奥。据莫瓦桑回忆，在那里，一位出色的化学老师让他“尝到了工作的滋味”。莫瓦桑对化学的热情如此之高，以至于他似乎几乎没有学过其他东西，而且他离开学校时没有获得全部资格证书。他成了药剂师的学徒，但这不是他想要的生活。他重新开始学习化学，接受无薪职位，靠做家教养活自己。

莫瓦桑被当时在法国被忽视的无机化学所吸引，他的成功使他在巴黎药学院获得了一个薪水很低的初级职位。为了获得额外收入，他接管了一个定制分析实验室，并利用这个空间进行自己的实验。实验是成功的(确定了蓝色过铬酸的配方，并使铬酸本身结晶)，但生意不出所料地失败了。

然而，此时他已经娶了他最初为之工作的富有药剂师的女儿。在经济上有了保障后，他把注意力集中在了化学上一个尚未解决的问题上:分离氟。这两个汉弗莱·戴维而且Andre-Marie安培提出存在一种难以捉摸的元素，负责氟化物盐和一种类似盐酸的酸(盐酸)。戴维对熔盐的电解都通过铂容器的腐蚀而失败了，他得出结论，不管它是什么，一定有可怕的反应性。这一挑战吸引了无畏的化学家，就像飞蛾扑火一样，有几个人在尝试中丧生。

莫瓦桑也尝试过电解，但他的实验同样毁了他的铂设备，而且代价高昂。他推断，秘诀一定是在最低温度下工作。他将氟化氢在-50°C的铂管中冷凝并电解。阳极的塞子很快就烧焦了，所以莫瓦桑用氟化钙代替了它，现在得到了一种稳定的气体流，这种气体以惊人的方式点燃了硅和硼粉。按照惯例，科学院派了一队人去验证实验。这是一个彻底的失败——莫瓦桑为了试验花了这么长时间来净化他的氟化氢，以至于它是一个完美的绝缘体。然而，加入二氟化钾提供了必要的电解液，气体流出。

他被提升到唯一的职位:巴黎药学院毒理学主任。即使他写了几篇关于生物碱的论文，他的心仍然是无机的。他很快就制造出了各种主基氟化物，他在碳氟化物方面的工作使他想象，这些氟化物可能会导致化学领域最大的奖项——直接制备钻石。

对钻石的研究表明，它们是由碳在高温高压下形成的。为了达到高温，莫瓦桑建造了一座电弧炉。它的主体由两个挖空的石灰块组成，设有水平开口，允许一对碳电极相隔2 - 3厘米。他的坩埚由石墨化碳制成，并与镁绝缘——镁是唯一可以应对极端条件的氧化物。他启动蒸汽发电机，将电极推到一起，直到产生电弧;熔炉会发出“鼾声”，然后逐渐安静下来，先是发出紫色的氰光，然后是刺眼的“lumiere Drummont”(石灰光)。火焰会喷出，并伴随着“白烟急流”。为了获得更高的温度，莫桑最终在巴黎的一个发电站工作，在那里他可以用450A、70V的电压通过电极。据说可以达到3500°C的温度。

为了达到高压力，木炭被放在炉中与铁混合-通过将白炽的熔融物质滴入水中，铁的收缩会压缩碳。在溶解了金块后，他发现了硬度和密度都很高的微观晶体，他到死都相信这就是钻石。他的实验激发了大众的想象力，他无与伦比的清晰明了的本科课程也获得了大量的超额订阅。

事实上，莫瓦桑并没有制造钻石，而是碳化硅,碳化硅这使我们的生活更顺利。他还发现了大量的硼化物、碳化物和硅化物，这将揭开一端是主基团氢化物，另一端是超硬材料的奇异世界。如今，电弧炉是陶瓷制造的基础。

有人说莫伊桑是极端分子。但对我来说，他最重要的是一个狂热分子。正如他在1897年所写的那样:“踏着一条新开辟的沟，感受完全的行动自由，从四面八方看到为研究打开的新前景，带来的快乐只有那些在原始研究中获得过原始乐趣的人才能完全掌握。”“他是每个人眼中的极端分子。

安德烈·塞拉(@Sellathechemist)教授化学伦敦大学学院、英国

感谢Paul McMillan的建议和评论