26 Fe 鐵 鐵石心腸

  有些元素早已廣為人知，它們的名字已經融入了我們的日常語言。鐵是力量和呆板的代名詞。我們會經常說「鋼鐵意志」「鐵證般的不在場證明」和「鐵腕」。這對於一個元素來說是一個很大的挑戰，尤其是這種元素有一個嚴重的弱點，一種會破壞它自身特性的「癮」——在氧的存在下，鐵會「崩潰」。

  鐵表現出我們對金屬的所有期待——沉重、結實、閃亮、耐用。而且，只要它遠離可能對它產生破壞的氧氣，它就不會辜負我們的期望。但是，在氧氣的作用下，鐵會變得脆弱，難以為繼。氧化鐵是一種鏽，而且會逐漸腐蝕內部的金屬，直到把金屬完全侵蝕。一種如此脆弱易碎的金屬竟然能得到如此廣泛的應用，真是令人驚訝。

  鐵的一個主要優勢是它巨大的儲量。這個星球上不缺鐵，儘管大部分鐵都和它心愛的氧鎖在一起。它們形成的化學鍵不是特別牢固，大自然已經找到了許多方法來分離兩者，並讓金屬發揮作用，人類花了更長的時間才弄明白這一點。然而，一旦人類掌握了用火將鎖在氧化鐵中的氧元素分離出去的技術，就一發不可收。這種金屬比之前使用的任何其他金屬都堅固、鋒利。更強大的工具和武器讓那些通曉煉鐵技術的人擁有了競爭優勢。隨著時間的推移，煉鐵工藝被不斷優化，達到工業化的規模。鐵製品的規模也在增長——從私人物品到交通工具：船、火車。只要它遠離氧氣，鐵就可以實現令人難以置信的工程壯舉，但是……對，故事總會迎來一個「但是」。

  鐵就像一個無可救藥的慣犯。它必須被看緊，才能確保它不會與氧氣鬼鬼祟祟地密會。水也是鐵遭鏽蝕的共犯，必須不惜一切代價排除。物理屏障——油漆、防鏽油和塑料——必須到位。鐵還可以被其他金屬保護，在心浮氣躁的氧氣面前，這些更活潑的金屬可以施展美人計——鍍鋅板和不鏽鋼可以將氧的注意力從鐵轉移到氧更喜歡的鋅和鉻身上。

  人類竭盡全力讓氧氣遠離他們製造的鐵製品，但在我們體內，情況就完全不同了。在我們含水的身體裡，共有約4克鐵。它們大部分存在於我們的紅細胞里，其主要作用就是與氧氣發生反應。日復一日，每時每刻，我們血液中的鐵都在與氧氣直接接觸，但我們並沒有生鏽。

  鐵對氧無比迷戀，這有它的好處，大自然幫我們找到了一種妙用。鐵毫無疑問會抓住氧氣，可以高效地捕獲被我們吸入的氧氣。當它流經我們的動脈和毛細血管，進入身體的犄角旮旯時，鐵還是會緊緊地抓住氧氣。

  問題在於如何說服它放手。

  血紅蛋白精心設計了紅細胞內鐵和氧之間的相互作用。每個血紅蛋白分子包含四個血紅素單位——血紅素是一個由碳原子、氮原子等組成的複雜網絡，撐起中心的鐵原子。當第一個氧分子與這個鐵原子結合的時候，周圍的結構被彎曲，以容納這個外來者。一個血紅素的運動會通過一個分子彈簧和槓桿系統傳遞給其他的血紅素，這個過程會逐漸降低氧氣和下一個血紅素的結合難度。血紅素能讓氧氣和鐵結合得非常牢固，足夠它們抵達人體深處。此外，這種支撐性的框架也會減緩氧氣從血紅素分離的速度。當時機成熟時，這個協同系統會輕輕地把氧氣推走，把鐵包裹起來，準備進行下一次循環。

  鐵並不完美。其他金屬有的更硬，有的更有彈性，有的更容易加工。但是，在成千上萬種不同的選擇中，鐵是首選，儘管它有瑕疵，但我們會愛屋及烏，愛它就會接受它的全部。

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