26　　鐵

Iron
相對原子質量55.85

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來源于希臘語的ieros（強的）。元素符號來源于拉丁語的ferrum（鐵）。

今天依舊是鐵器文明的時代

鐵是銀白色金屬。鐵、鈷、鎳是代表性的帶有強磁性的金屬（能被磁鐵吸引）。鐵自公元前5000年就被人類使用，直到今天，依舊是鐵器文明的時代。

鐵在地殼中的含量位居第四，是整個地球中含量最多的元素，地核的絕大部分都是熔融狀態下的鐵。

鐵被廣泛應用于建筑業、日用品行業等。

鐵還可以制成性能優良的合金（兩種以上金屬混合制成的金屬）。含有0.04～1.7％碳的合金叫作鋼，其質地非常強韌，被用于制作鋼筋、鐵軌等。除合金外，在鋼的表面電鍍的制品中有白鐵皮和馬口鐵。表面鍍鋅的就是白鐵皮；表面鍍錫的就是馬口鐵。

暖寶寶和食品的脫氧劑中含有鐵粉，它們都是利用了鐵的氧化反應。人體的紅細胞中血色素是含有鐵的蛋白質，它可以將氧氣運到人體內，因此鐵是人體必不可少的元素之一。

我們的文明是從石器發展到金屬器的。金屬可以自由加工，質地更硬，大大推進了文明的發展進程。

在金屬器時代中，最先出現的是青銅器。青銅是銅和錫的合金。自然界中存在銅單質，從銅礦石中獲取銅也很方便。

但是，從鐵礦石，也就是氧化鐵中提取出鐵很難，因為氧和鐵的結合太強了。可鐵無論是作為農具還是作為武器，都比銅制品好太多了，即使很難獲取，人類還是將青銅器文明推動到了鐵器文明。

尤其是到了18世紀，工業革命推動了機械文明，金屬作為各種機械的材料被大家更為廣泛地使用。起初，人們用木炭作燃料，通過自然風、人力、水力制風來還原氧化鐵，提取鐵。日本最有名的是用砂鐵和木炭進行的“吹鐵”。

隨后，人們在煉鐵爐中加入焦炭，再用蒸汽機吹風來還原鐵礦石，從而大規模煉鐵。在煉鐵爐中放入鐵礦石、石灰石、焦炭，再從爐子下方送入熱空氣，焦炭燃燒放熱，鐵礦石被一氧化碳還原成鐵單質。

得到的生鐵會在爐底堆積，雜質會浮在表面。煉鐵爐得到的生鐵含有很多碳，因此質地比較脆。把生鐵移到其他爐內，通入氧氣后就得到鋼。鋼的含碳量很低（0.04％～1.7％），非常堅韌，用于制造鋼筋和鐵軌。

現在，雖然我們也常用鋁、鈦等金屬，但最主要的還是鐵，我們依舊處在鐵器文明的長河中。

日本煉鐵史

日本是從彌生時代（公元前300～250）的后半期到末期開始煉鐵的。

所謂“吹鐵”，就是在爐內放入原料和木炭，點火，再用吹風器吹風加大火力精煉鐵的方法。

吹風器從手持式發展到鋁腳踏式，到江戶時代（1603～1868）時，人們已經可以進行大規模吹鐵了。

但是，吹鐵法需要耗費大量人力、與鐵同等數量的木炭，且產出的鋼只有原料鐵的30％，因此明治時代（1868～1912）后半期吹鐵法就逐漸被使用煉鐵爐的洋式制鐵法所代替。到大正（1912～1926）末期時，吹鐵法已經完全消失了。

最近，日本為了保護傳統技術，各地又重新出現了吹鐵法。日本制刀業使用的玉鋼非常適合用吹鐵法制得，因此日本刀劍美術保存協會在島根縣建設了一個吹鐵煉鐵場，現在那里依舊在運行。

高純度鐵的驚人性質

去除掉鐵中包含的碳、磷、硫等雜質，純度為99.999％以上的鐵，和包含0.1％雜質的一般純鐵有著完全不同的性質。

這種超高純度的鐵是日本東北大學金屬材料研究所的安彥兼次客座教授通過高真空電解鐵、使用電子槍的區域熔煉法來減少雜質，最終于1999年成功制出的。

一般的鐵放到稀鹽酸中，會釋放氫氣并逐漸溶解。但超高純度的鐵放到稀鹽酸中，很少冒氣泡，其耐酸性提高了10倍以上。并且，它比一般的鐵擁有更高的可塑性（承受超過極限的力后，會持續發生形變，力除去后，保持形變不會復原的性質），即使處于液氦的超低溫狀況下，也不會失去可塑性。

超高純度的鐵為我們展示了鐵的“素顏”狀態。以它為原料制成的合金也展示出和我們經?？吹蔫F合金所不同的性質。比如說，以它為原料的耐熱合金可以有很強的加工性。

我們體內的鐵

我們的身體中，含有4～5g鐵，其中的70％都在血液中。血液之所以是紅色的，是因為血液中有很多紅血球這種紅色細胞。紅血球的紅色來源于血色素，血色素含有由紅色蛋白質構成的色素。鐵與血色素結合，血色素又與氧氣結合，向全身的細胞提供氧氣。

鐵不足會導致貧血。貧血中最常見的一種就是缺鐵性貧血。含鐵較多的食物有肝、菠菜等。

被稱為“含鐵之王”的羊棲菜中原來顯示每100g含有55mg的鐵，但后來官方數據改成了6.2mg，變成了原來的九分之一。這個新數據來源于日本文部科學省于2015年12月25日發布的《日本食品標準成分表（修訂版）》。這個成分表總結了每日人體應當攝取的營養成分。

據說羊棲菜的鐵含量大幅減少的原因是，羊棲菜加工業從使用鐵鍋改用了不銹鋼鍋的緣故。由于不銹鋼刀具的普及，干蘿卜的含鐵量也從9.7mg/100g下降為3.1mg/100g。由此可見，使用鐵鍋炒菜，可以增加食物中的含鐵量。