在愛迪生憑借電燈泡聞名世界之前，奧地利化學家韋爾斯巴赫已用稀土元素點亮了全球的夜晚。這位科學家的核心貢獻頗豐——發(fā)現(xiàn)鐠元素、開發(fā)釷鈰合金汽燈紗罩與自燃合金，而他的座右銘“Plus　Lucis”（意為“更多光”），始終驅(qū)動著他探索前行。從汽燈紗罩到金屬燈絲，韋爾斯巴赫完成了一系列革命性發(fā)明，他既是潛心鉆研的科研者，亦是眼光獨到的企業(yè)家，其人生堪稱一部追逐光明的傳奇。

稀土照明的破曉時刻

“Plus　Lucis”（更多光），這句拉丁文格言是韋爾斯巴赫一生的寫照。它不僅是科學探索的工具，更是他作為發(fā)明家和企業(yè)家的一切主題。時間回到1885年，韋爾斯巴赫同時完成了科學與技術(shù)上的兩件大事：在科學上，他證實了“金笛”這一所謂元素并不存在，終結(jié)了這一科學謬誤；在技術(shù)上，他發(fā)明了一種基于稀土、即將改變?nèi)祟愓彰魇返漠a(chǎn)品。

這一切的靈感，可以追溯到他與導師羅伯特·本生（德國化學家）的交流。本生發(fā)明的本生燈（一種以煤氣為燃料的加熱器具）是實驗室里的得力器具，卻無法用于照明。但本生曾敏銳地指出，煤氣照明的未來取決于火焰中燃燒的固體物質(zhì)。這句話如同一粒種子，深植于韋爾斯巴赫心中。當他離開海德堡大學時，帶走的不僅是學位證書和礦物樣品，更有這個終將照亮世界的偉大構(gòu)想。

在韋爾斯巴赫之前，早期的汽燈紗罩已然出現(xiàn)，其原理是利用硝酸鹽溶液浸泡紗布，高溫灼燒后形成金屬氧化物網(wǎng)罩，從而發(fā)出亮光。但先驅(qū)往往成為先烈，這些早期產(chǎn)品或因成本高昂，或因效果不穩(wěn)，都未能真正推廣。韋爾斯巴赫的優(yōu)勢在于他對稀土元素的深刻理解。1885年，他獨辟蹊徑，利用稀土嘗試發(fā)光效果，成功研發(fā)出一種全新配方的汽燈紗罩——包含60％的氧化鎂、20％的氧化鑭和20％的氧化釔。這被視為稀土元素在工業(yè)上的首次成功應(yīng)用，堪稱“稀土工業(yè)的黎明”。

韋爾斯巴赫不僅是個發(fā)明家，更是個精明的商人。他沒有選擇公開配方，而是采取了神秘的“特許經(jīng)營”模式：將紗罩浸液的成分列為最高機密，首先在多個國家申請專利，然后授權(quán)給各國廠商，只允許他們使用由自己總廠統(tǒng)一配制的神秘浸液進行生產(chǎn)。1887年，他甚至買下一家破產(chǎn)的制藥廠，招募化學家和工人，全力生產(chǎn)關(guān)鍵原料硝酸釷和硝酸釔。

然而，創(chuàng)業(yè)之路并非坦途。第一代稀土紗罩質(zhì)地脆弱，且發(fā)出的光線中綠光過多，照明效果并不理想。與此同時，愛迪生等人的電燈技術(shù)正在迅猛發(fā)展，給韋爾斯巴赫帶來了巨大的競爭壓力。到了1890年前后，下游特許廠商經(jīng)營困難，甚至威脅起訴，韋爾斯巴赫被迫關(guān)閉了工廠。

一盞汽燈點燃整個稀土產(chǎn)業(yè)

工廠雖然關(guān)閉，但設(shè)備和希望還在。在人心渙散、團隊解散的低谷期，韋爾斯巴赫幾乎獨自堅守在空蕩的廠房里。轉(zhuǎn)機來自一個看似無關(guān)的任務(wù)：他的一位前團隊成員在為《無機化學手冊》這本書撰稿時，偶然讀到學者布瓦博德朗（法國化學家，以發(fā)現(xiàn)鎵和鏑等元素而聞名）的論文，其中描述了一種含鉻氧化鋁的發(fā)光現(xiàn)象。他們重復(fù)實驗后驚喜地發(fā)現(xiàn)，這種光的效果遠超他們之前的研究成果。

這一發(fā)現(xiàn)讓韋爾斯巴赫大為振奮，他立刻重整旗鼓，帶領(lǐng)剩下的人員開始對大量物質(zhì)進行系統(tǒng)性測試。經(jīng)過無數(shù)次的失敗與嘗試，他終于找到了堪稱完美的紗罩浸液新配比：硝酸釷1000克、硝酸鈰10克、硝酸鈹5克、硝酸鎂1.5克，再加2000克水制成混合液。這一配比下的紗罩，發(fā)出的光線不再是惱人的綠色，而是更柔和、更明亮的白光，使用壽命也大大延長。

1891年11月4日，成為改變歷史的時刻。配有這款新型紗罩的汽燈在維也納歌劇院咖啡館外公開亮相，其優(yōu)異的照明效果引起巨大轟動。這不僅是一款新產(chǎn)品的成功，更標志著現(xiàn)代稀土工業(yè)的正式誕生。因為汽燈紗罩的巨大需求，直接拉動了對稀土原料（如獨居石）的開采，進而推動了稀土分離、提純等一系列產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

在韋爾斯巴赫的白熾汽燈面前，舊的照明方式相形見絀：蠟燭和煤油燈亮度有限，只適用于小空間；而亮度尚可的煤氣燈煙霧繚繞、氣味刺鼻，且對健康有害。新型稀土汽燈一經(jīng)推出，便以無味、明亮、安全、便宜的絕對優(yōu)勢風靡整個歐洲，從街道、工廠到商鋪、家庭，迅速取代了舊式光源。他的工廠在9個月內(nèi)就售出了9萬盞新型燈罩。即便到了1913年，通用電氣公司已造出廉價的鎢絲燈泡多年之后，韋爾斯巴赫的汽燈全球年產(chǎn)量仍高達3億盞，其影響力之持久可見一斑。

從汽燈、電燈到口袋里的火光

白熾汽燈的巨大成功并未讓韋爾斯巴赫滿足，他“更多光”的追求延伸到了新興的電燈領(lǐng)域。韋爾斯巴赫敏銳地投身于此，在多種金屬中，他選擇了當時被認為是熔點最高的金屬——鋨來制作燈絲。

然而，他犯了一個化學家不該犯的錯誤，他以為鋨是熔點最高的金屬，于是想盡各種辦法，要利用鋨制造燈絲，但他忽視了鎢。盡管后來發(fā)現(xiàn)鋨的熔點并非最高，且其材質(zhì)堅硬易碎，加工難度極大，但韋爾斯巴赫再次展現(xiàn)了其發(fā)明家的韌性。他利用四氧化鋨易揮發(fā)的特性，創(chuàng)新工藝，最終在1893年制成了鋨絲白熾電燈并獲得專利，這比著名的鎢絲燈泡的發(fā)明時間還早了十多年。雖然鋨絲燈存在壽命短的缺陷，韋爾斯巴赫想出了用“出租燈泡”而非出售的商業(yè)模式來應(yīng)對，但最終，這項發(fā)明未能復(fù)制汽燈的商業(yè)神話。盡管如此，此舉也深刻體現(xiàn)了韋爾斯巴赫作為行業(yè)顛覆者，不固步自封、勇于擁抱新技術(shù)的積極態(tài)度。

他的第三項重大發(fā)明，即稀土元素的第二種應(yīng)用——火石，則讓稀土的光芒走進了每個人的口袋。這項靈感源于他早年跟隨本生學習時的一個發(fā)現(xiàn)：在電解還原稀土金屬時，鐵質(zhì)電極碰撞會產(chǎn)生火花，原因是形成了稀土—鐵合金。多年后，利用生產(chǎn)中的稀土廢料，他于1904年獲得“自燃金屬合金”專利，并于1908年實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，將800千克混合稀土加工成400萬顆火石。這種利用鈰、鑭等稀土金屬低著火點特性制成的火石，成為打火機的核心部件，奠定了便攜式點火技術(shù)的基礎(chǔ)，直到被壓電陶瓷技術(shù)逐漸取代。

火石打火機如今見不到了，但韋爾斯巴赫發(fā)明的火石仍在應(yīng)用，堪稱野營利器的打火棒就是用混合稀土合金制成的。

韋爾斯巴赫以完全不同的方式塑造了稀土化學的歷史。

（原載《北京日報》，作者為羊頓）