編者按：

　　材料是人類賴以生存的物質基礎。人類社會(hui) 不斷地發展進步，就在於(yu) 人類能夠利用材料製造工具並用來改造世界。正所謂“一代材料，一代裝備”。新型材料的誕生與(yu) 發展，會(hui) 推動武器裝備和作戰樣式出現重大變革。那麽(me) ，從(cong) 古至今，材料在戰爭(zheng) 中的應用發生了哪些變化？即日起，科普中國軍(jun) 事科技前沿將推出《材料改變戰爭(zheng) 》係列科普文章進行解讀，歡迎關(guan) 注。

　　在鐵器時代和工業(ye) 革命之間的不過一兩(liang) 千年裏，人類開伐森林、掘出煤鐵油金、乃至於(yu) 從(cong) 生物上獲得皮革、油脂、毛發、一時間到了“萬(wan) 物皆可為(wei) 我所用”的地步。

　　但寶庫的大門，並非任何時候都無私地向所有人敞開。或因戰爭(zheng) ，或因國家之間的分歧隔閡，某一國家總有得不到完整自然材料供應的時候。

　　那，怎麽(me) 辦？從(cong) 無到有，把工具概念帶到人世間的智者後裔們(men) 肯定不會(hui) 輕言放棄，因為(wei) 這不僅(jin) 是展現科研實力的舞台，更直接關(guan) 乎到戰爭(zheng) 的成敗。

　　圖為(wei) 一台克虜伯KD1卡車改裝的“卡車炮”，該車已經開始應用橡膠輪胎。（圖源：FutureWGworker）

　　鐵馬須有蹄：第一次世界大戰催生的甲基橡膠

　　繼十九世紀下半葉人類發明內(nei) 燃機之後，於(yu) 20世紀第二個(ge) 十年開幕的“歐陸大戰”不僅(jin) 是後世俗稱的第一次世界大戰，更是第一場大規模應用內(nei) 燃機動力的戰爭(zheng) 。

　　但內(nei) 燃機在機械，尤其是地麵裝備之間帶來了澎湃動力的同時，卻也產(chan) 生了相應的難題：在此之前，蒸汽車輛要麽(me) 隻需要在平整軌道上行進，要麽(me) 就速度緩慢，沒有緩衝(chong) 需求。

　　於(yu) 是，橡膠車胎應運而生，並逐漸在第一次世界大戰的十年前成為(wei) 汽車、摩托車、乃至於(yu) 高級自行車的“標配”。

　　不過，第一次世界大戰開幕後，以德國為(wei) 首的同盟國集團很快發現一個(ge) 問題：生產(chan) 輪胎需要橡膠樹裏流出來的“天然橡膠”，但天然橡膠的主要產(chan) 地（東(dong) 南亞(ya) ）都在英國、法國等協約國集團的控製下，自協約國集團祭出“貿易封鎖”這一招之後，德國得到天然橡膠的渠道也就被瞬間切斷。

　　好在德國人早有點準備，至少他們(men) 已經知道天然橡膠的主要組成成分，以及二甲基丁二烯這種丙酮的加熱產(chan) 物，經加熱後能產(chan) 生一定數量的橡膠近似產(chan) 物。反複實驗之下，被細分為(wei) W/H兩(liang) 個(ge) 組分的“甲基橡膠”被製取出來，分別取代硬軟兩(liang) 種天然橡膠。

　　當然，早期合成橡膠的性能並不靠譜，製取也異常麻煩，隻能說算是解決(jue) 了有無問題：比方說，人工合成軟橡膠需要在70度恒溫狀況下聚合數個(ge) 月之久才能得到，且在低溫環境下會(hui) 迅速劣化，變得如同石頭那般堅硬……

　　和掏茅廁說再見：合成氨戰火中現身

　　圖為(wei) 現於(yu) 博物館展出的高壓反應塔組件，用於(yu) 哈伯法合成氨生產(chan) 。（圖源：BASF）

　　橡膠的禁運，其實也隻是德國在第一次世界大戰裏貿易渠道“被包圍”的一個(ge) 縮影。從(cong) 銅礦石、皮革到羊毛，幾乎所有德國非原產(chan) ，需要海外殖民地和客戶運進的物資都被禁運，其中也包括了軍(jun) 工業(ye) 和農(nong) 業(ye) 的命脈，硝酸鹽。

　　英國人對禁運硝酸鹽礦物這件事很樂(le) 觀，他們(men) 預估如果德國人沒有氮肥和炸藥來源，那麽(me) 德國用不了兩(liang) 年就要投降。

　　但是，德國著名化學家哈伯早在1910年就摸到了實用合成氨技術的門路，氫氣氮氣在高壓催化反應下的合成效率幾十倍於(yu) 之前的“水吸煤氣”，成本也比電石製氨低一個(ge) 數量級。

　　而這個(ge) “低”是什麽(me) 概念呢？早期合成氨的高壓管道設備損耗極大，以至於(yu) 有“一噸合成氨需要一噸鋼鐵”的逸聞記載，足可見難度之大。

　　當然，合成氨不僅(jin) 解決(jue) 了德國的吃飯，以及戰爭(zheng) 機器運轉問題，還延長了第一次世界大戰的持續時間和烈度，不過隨著德國戰敗，巴斯夫工廠的哈伯合成氨技術專(zhuan) 利也隨之轉移到了各戰勝國手中，人類告別硝石礦，乃至於(yu) “掏茅廁”的新時代至此開幕。

　　從(cong) 黑豬到絲(si) 襪：改變世界的尼龍

　　現存的一件Le.F.H.18型105毫米榴彈炮清潔刷，由黑豬豬鬃製成。（圖源：relicsww2）

　　一直以來，“中國黑豬豬鬃是二戰戰略物資”的說法在坊間廣為(wei) 流傳(chuan) 。這在戰爭(zheng) 前期也確實是事實，對美英等同盟國而言，黑豬豬鬃的戰略意義(yi) 幾乎能與(yu) 鎢等同。

　　但隨著戰爭(zheng) 進程的繼續，黑豬豬鬃的戰略意義(yi) 卻在不斷下降，這並不是因為(wei) 火炮技術進步，再也不需要使用豬鬃製造的“火炮清理刷”，而是化學巨頭美國杜邦的努力發揮了作用。

　　戰前，杜邦就已經投產(chan) 尼龍纖維，隻不過應用範圍和黑豬豬鬃風馬牛不相及，是女士們(men) 當時趨之若鶩的高筒長絲(si) 襪。但很快歐洲和亞(ya) 洲大戰相繼開打，各項性能優(you) 異且產(chan) 量不受限的尼龍纖維立刻變了個(ge) 模樣，被製成清潔機械的毛刷、降落傘(san) 的布料繩索、保護大兵的蚊帳……

　　大量生產(chan) 也使得圍繞著尼龍的研究愈發頻繁，戰後尼龍家族迅速龐大。現在我們(men) 熟知的絲(si) 絨、防火材料Nomex、凱夫拉等合成材料，都可以說是尼龍的直係後裔。

　　出品：科普中國軍(jun) 事科技前沿

　　策劃：趙清建

　　製作：旋鈕工作室

　　監製：光明網科普事業(ye) 部


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