發現，研究，探索——氫元素穿越百年的時光之旅

氫氣是無色并且密度比空氣小的氣體，在各種氣體中氫氣的密度最小。標準狀況下1升氫氣的質量是0.0899克，相同體積比空氣輕得多，氫氣難溶于水。在101千帕壓強下溫度-252.87 ℃時氫氣可轉變成無色的液體，-259.1 ℃時變成雪狀固體。常溫下氫氣的性質很穩定，不容易跟其它物質發生化學反應。

在化學史上有一個與這些論文稿有關的有趣的故事。卡文迪許1785年做過一個實驗。他將電火花通過尋常空氣和氧氣的混合體，想把其中的氮全部氧化掉，產生的二氧化氮用苛性鉀吸收。實驗做了三個星期最后殘留下一小氣泡不能被氧化。他的實驗記錄保存在留下的文稿中，后面寫道“空氣中的濁氣不是單一的物質氮氣，還有一種“濁氣”，總量不超過全部空氣的1/12。一百多年后，1892年英國劍橋大學的物理學家瑞利測定氮的密度時發現：從空氣得來的氮比從氨氧化分解產生的氮每升重0.0064克，他百思不得其解。化學家萊姆塞認為來自空氣的氮氣里面能含有一種較重的未知氣體。這時化學教授杜瓦向他們提到劍橋大學的老前輩卡文迪許的上述實驗和小氣泡之謎。他們立即把卡文迪許的科學資料借來閱讀。瑞利重復了卡文迪許當年的實驗，很快得到了小氣泡。萊姆塞設計了一個新的實驗除去空氣中的水蒸氣、二氧化碳、氧氣和氮氣后也得到了這種氣體，密度比氮氣大，用分光鏡檢查后肯定這是一種新的元素，取名氬。這樣卡文迪許當年的工作在1894年元素氬的發現中起了重要作用。1871年劍橋大學建立了一座物理實驗室——以卡文迪許的名字命名。這就是著名的卡文迪許實驗室，它在幾十年內一直是世界現代物理學的一個重要研究中心。

氫是構成生命體的基本元素之一,卻曾被廣泛地認為是生理惰性氣體,自從 1975 年 Dole 等人發現高壓氫氣艙內小鼠皮膚腫瘤的生長被抑制后“氫氣生物學”的大門就被打開了。隨著氫在生物體系內所起作用的研究不斷開展,氫氣在醫學、農學等領域的積極作用也被廣泛發掘，準確地認識氫在生命體中扮演的角色,將為解決眾多生命難題提供全新的解決思路和途徑。

氫氣是自然界最小的分子，能夠快速穿透生物膜，高效參與或調控細胞內部的生物化學反應。在醫學上，因為其抗氧化、抗凋亡、抗炎癥等效用，被逐漸開發成一種醫療氣體應用于治療帕金森、動脈硬化等疾病的研究中；在農學上，氫氣不僅可以作為肥料提高土壤肥力和農作物產量，還能作為“綠色農藥”提高植物抗脅迫能力的同時避免有毒有害物質的引入，在江蘇如皋、浙江臺州等地區已經建立了多個氫產業園，以探索氫在農業上的應用．發展氫細胞學的研究技術，深入探索氫參與細胞新陳代謝的過程，將有利于理解氫在生命體中的作用和地位，有助于推動氫在臨床醫學、農學等學科上廣泛應用，為各類疾病預防與治療、農業生產和病蟲害防控等重大生命問題提供解決方案。

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