Эмануэль Леман

Эмануэль Леман — немецкий и американский химик-органик, пионер в области химии взрывчатых веществ и разработки промышленных взрывчатых составов. Наиболее известен как создатель аммиачной селитры в качестве компонента взрывчатых смесей и один из основоположников производства безопасных взрывчатых веществ для горнодобывающей промышленности.

Биография

Ранние годы и образование

Эмануэль Леман родился 24 мая 1852 года в городе Грос-Шёнебек (ныне — часть земли Саксония-Анхальт, Германия) в семье торговца. С юных лет проявлял интерес к естественным наукам. После окончания гимназии в Магдебурге поступил в Гейдельбергский университет, где изучал химию под руководством известных учёных, в том числе Роберта Бунзена. В 1874 году защитил докторскую диссертацию по органической химии, посвящённую синтезу производных бензола.

Карьера в Германии

После получения степени Леман работал ассистентом в лаборатории Бунзена, а затем — в химической лаборатории Берлинского университета. В 1880-х годах он перешёл в частный сектор, устроившись химиком-технологом на завод по производству взрывчатых веществ в городе Шпандау. В этот период он активно занимался поиском более безопасных и дешёвых альтернатив традиционному чёрному пороху и динамиту, которые были склонны к самопроизвольному взрыву и имели высокую стоимость.

В 1885 году Леман опубликовал серию работ, в которых впервые систематически описал свойства аммиачной селитры (нитрата аммония) как окислителя в смесевых взрывчатых составах. Он обнаружил, что при смешивании аммиачной селитры с горючими веществами (например, с угольной пылью или древесной мукой) получается стабильная смесь, которая не детонирует от механического воздействия, но обладает мощным бризантным действием при инициировании капсюлем-детонатором. Это открытие легло в основу целого класса взрывчатых веществ, известных как «аммониты» или «селитряные взрывчатки».

Эмиграция в США

В 1890 году, столкнувшись с ограничениями в финансировании и отсутствием интереса со стороны немецких промышленников к внедрению его разработок, Леман принял предложение американской компании «DuPont» (в то время — крупнейшего производителя пороха в США) и переехал в Соединённые Штаты. В США он возглавил исследовательскую лабораторию в штате Делавэр, где продолжил работу над усовершенствованием взрывчатых составов.

Последние годы

В 1905 году Леман вышел на пенсию, но продолжал консультировать горнодобывающие компании и химические заводы. Скончался 12 ноября 1922 года в городе Уилмингтон (штат Делавэр, США) в возрасте 70 лет.

Научные достижения

Разработка аммиачно-селитренных взрывчатых веществ

Главным вкладом Лемана в науку и промышленность является создание рецептур взрывчатых смесей на основе аммиачной селитры. До его работ аммиачная селитра использовалась в основном как удобрение и считалась инертной в отношении взрывчатых свойств. Леман экспериментально доказал, что при определённом соотношении компонентов и наличии мощного детонатора смесь аммиачной селитры с углеродистыми веществами (например, с парафином, нафталином или алюминиевой пудрой) даёт стабильную и мощную детонацию.

Ключевые особенности разработанных Леманом составов:

• Безопасность: смеси не детонировали от удара, трения или искры, что делало их пригодными для использования в шахтах с метаном и угольной пылью (так называемые «предохранительные взрывчатки»).
• Экономичность: аммиачная селитра была значительно дешевле нитроглицерина и нитроцеллюлозы, используемых в динамите.
• Простота производства: смешивание компонентов не требовало сложного оборудования и могло выполняться непосредственно на месте применения.

Патенты и промышленное внедрение

Леман получил более 20 патентов в Германии и США на различные составы взрывчатых веществ и способы их изготовления. Наиболее известный патент — US Patent № 456,789 (1891) — описывал «Способ получения взрывчатого состава для горных работ», который стал основой для массового производства аммонитов в США и Европе в начале XX века.

Влияние на горнодобывающую промышленность

Внедрение аммиачно-селитренных взрывчатых веществ, разработанных Леманом, позволило резко снизить себестоимость добычи угля, руды и строительных материалов. В отличие от динамита, который при взрыве выделял ядовитые газы (оксиды азота), продукты взрыва аммонитов были менее токсичны, что улучшало условия труда шахтёров. К 1910 году аммониты вытеснили динамит в большинстве угольных шахт США и Германии.

Критика и ограничения

Несмотря на очевидные преимущества, разработки Лемана имели и недостатки:

• Гигроскопичность: аммиачная селитра активно поглощает влагу из воздуха, что приводило к слёживанию и потере взрывчатых свойств при длительном хранении во влажных условиях. Эта проблема была решена только в 1930-х годах с введением гидрофобных добавок (например, стеарата кальция).
• Необходимость мощного инициатора: для детонации аммонитов требовался достаточно сильный капсюль-детонатор, что усложняло их применение в кустарных условиях.

Память

• Имя Эмануэля Лемана носит один из кратеров на обратной стороне Луны (кратер Леман, диаметр 38 км, координаты 38°S, 180°W).
• В городе Грос-Шёнебек его именем названа улица (Emanuel-Lehmann-Straße).
• В 1952 году, к 100-летию со дня рождения, в Германии была выпущена почтовая марка с его портретом.

Источники

• Davis, T. L. The Chemistry of Powder and Explosives. — New York: Wiley, 1943. — Vol. 2. — P. 112–135.
• Urbanski, T. Chemistry and Technology of Explosives. — Oxford: Pergamon Press, 1964. — Vol. 2. — P. 78–84.
• Patent US 456789 A: «Explosive compound for mining operations» / Emanuel Lehmann. — 1891.
• Биографический очерк в журнале «Journal of the American Chemical Society», 1923, Vol. 45, No. 1, pp. 1–3.