弘治二十二,秋,西山格物院。
石油化学所东南角的“高分子材料实验室”内,空气湿热,混杂着原油的腥膻、硫磺的刺鼻以及天然橡胶汁液特有的草木气息。
一座半人高的夹套反应釜正在蒸汽管道的加热下发出低沉的嗡鸣,搅拌桨缓缓搅动着釜内墨汁般粘稠的胶液。
项目负责人,年仅二十四岁的研究员陈水生,紧抿着嘴唇,目光在反应釜的压力表、温度计以及手中那份写满密密麻麻配方的笔记上来回扫视。他原本清秀的脸庞被烟火气和长期熬夜熏染得带上了几分沧桑,但那双眼睛却亮得惊人。
“硫粉预备……注意,分三次投入,每次间隔三十息,确保分散均匀!”他的声音因高度紧张而略显干涩,却带着不容置疑的权威。
周围的几名助手立刻行动起来,如同操作精密仪器般,将预先称量好的淡黄色硫磺粉末,通过特制的加料口,小心翼翼、分毫不差地送入翻滚的胶液中。
天然橡胶,这种从美洲雨林艰难运输回来的神奇物质,虽拥有绝佳的防水性与绝缘性,但其“娇气”的秉性却让格物院的工匠们头疼不已——遇冷则硬脆如琉璃,一碰即碎;遇热则瘫软如饴糖,粘手粘脚。
陆仁尚书曾一针见血地指出其关键在于“分子链松散,需以硫桥链接稳固”,并给出了“硫化”这个方向。然而,知易行难,硫磺的比例、加热的温度与时间、乃至辅料的添加,都需要无数次枯燥乃至危险的实验去摸索。
这已是他们进行的第九十七次系统性硫化实验。
之前的失败品,有的脆若焦炭,有的粘如烂泥,更有甚者在反应中剧烈放热,险些酿成事故。
时间在沉默而紧张的等待中流逝。反应釜内的胶液颜色逐渐加深,从墨黑转向一种更深沉的暗褐。当最后一个阶段的保温时间结束,陈水生深吸一口气,果断下令:“停火!泄压!准备出料!”
釜盖开启,一股更浓烈的混合气味涌出。
工匠用特制的长柄铁钳,从釜内夹出一块仍冒着丝丝热气的、表面粗糙的黑色胶块,迅速投入旁边的冷水槽中淬冷。
“嗤——”的一声,白汽弥漫。
待胶块完全冷却,陈水生亲手将其捞出,放在铺着白绸的检验台上。所有研究员都围拢过来,屏住呼吸。
陈水生拿起特制的夹具,用力拉伸胶块。胶块展现出良好的延展性,并未轻易断裂。
他又将其置于一旁的冰桶中,片刻后取出,用锤子轻轻敲击,不再是令人心碎的硬脆声响,而是带着韧性的闷响。最后,他将胶块靠近烧着炭火的铜炉,胶块表面微微发烫,却并未出现之前那种令人沮丧的软化粘连。
“弹性保留率超过七成!低温脆化点显着降低!高温稳定性……达标!”负责记录数据的研究员声音颤抖地报出一连串结果。
实验室里沉寂了一瞬,随即爆发出压抑不住的欢呼!陈水生重重一拳捶在桌面上,眼眶微微发热,数月来的焦虑与疲惫,在这一刻化为了巨大的成就感。
这不再是偶然的幸运,而是可重复、可控制的工艺突破!
他立刻亲自捧着这块意义非凡的硫化橡胶样本,疾步走向相隔不远的机械试验场。
那里,一个更激动人心的应用正等待着它的降临。
试验场上,工匠头领胡铁锤正带着几个徒弟,围着一架特制的加重四轮马车骨架忙活。与寻常马车不同,这架车的两个后轮是光秃秃的巨大木轮,轮缘被精心车出了一道深而宽的凹槽。
“老胡!快!试试这个!”陈水生几乎是冲过来的,将尚带余温的硫化橡胶条递了过去。
胡铁锤,这位与钢铁打了一辈子交道的老匠人,眼中精光一闪,接过橡胶条,用力捏了捏,感受着那扎实而富有弹性的反馈,咧开大嘴笑道:“好家伙!总算弄出个像样的玩意儿了!小子们,动起来!”
在他的指挥下,工匠们先用特制的鱼胶均匀涂抹在木轮的凹槽内,然后将硫化橡胶条小心翼翼地、一圈紧挨一圈地缠绕、粘贴上去,再用木槌轻轻敲打夯实,确保接触紧密无隙。
最后,形成了一个粗糙但完整、直径约五尺的黑色橡胶圈,紧紧箍在木轮之上。
“装车!”胡铁锤声若洪钟。
沉重的车轮被抬起,安装在加固的车轴上。两匹颇为神骏的驮马被套上辕。所有人的目光都聚焦在那对黑色的“风火轮”上。
“驾!”经验丰富的车夫稳坐辕头,轻轻一抖缰绳。
马车缓缓启动,橡胶轮胎与平整的水泥试验场地面接触,发出一种沉闷而富有弹性的“噗噗”声,迥异于木轮或包铁轮那硬邦邦的“咕噜”声。
随着车速逐渐加快,这种差异愈发明显。马车行驶得异常平稳,以往令人不适的细微颠簸感被大幅过滤吸收。当车夫尝试在一个弯道处稍微提速转向时,橡胶轮胎提供了远超预想的抓地力,车辆轨迹稳定,没有丝毫侧滑的迹象。
“好!好!好一个‘橡胶轮胎’!”胡铁锤抚掌大笑,声震四野,用力拍打着陈水生的后背,“陈小子,立大功了!这玩意儿,比给车轱辘包铁皮强了十倍!坐着舒坦,不伤路,拐弯还稳当!往后咱大明的马车,都能装上这‘风火轮’!”
消息不胫而走,连深居东宫的太子朱厚照都被惊动。
他兴致勃勃地亲自赶来西山,登上这辆装配了原型轮胎的马车,在试验场上疾驰数圈。
下车后,他兴奋地对着陪同的陆仁高声说道:“陆师傅!此物神异!当立刻设法量产,优先装备军中辎重、驿道快车与京师仪仗!此物于国于民,皆有大用!” 轮胎的出现,虽只是一个部件的革新,却预示着陆地交通运输效率与舒适度的一次质的飞跃,为未来更快速、更重载的车辆,铺平了坚实的道路。
然而,石油这座宝藏所蕴含的惊喜,远不止于橡胶的改良。
在化学所另一间专注于石油重质馏分(即分馏后残留的粘稠物,常被视为难以处理的“废料”)研究的实验室里,一场因疏忽而导致的“事故”,竟意外叩开了一扇通往全新材料世界的大门。
研究员李明,这位曾在玻璃研发中崭露头角的年轻俊杰,正致力于为这些黑黢黢、价值不高的重油寻找“变废为宝”的途径。他尝试了各种酸碱进行腐蚀、氧化,但效果均不理想。
这日,他正在试验一种从木材干馏液中提取的、名为“甲醛”的刺激性无色液体与重油的混合反应。
一连串复杂的操作后,他得到了一瓶浑浊的、散发着怪异气味的油状混合物。
或许是连日劳累导致精神不济,或许是认为此次实验又已失败,他并未按照规程立即清理,而是随手将这瓶混合物放在了一个之前曾盛放过某种金属盐催化剂、并未彻底清洗干净的广口玻璃瓶内,然后便被其他紧急事务叫走。
这瓶被遗忘的“失败品”,就被遗落在靠窗的实验台角落,接受了好几天初夏阳光的曝晒。
数日后,当李明终于有空清理实验台,准备将这个落满灰尘的瓶子当作垃圾扔掉时,他却惊讶地发现,瓶子底部沉淀并凝固了一层坚硬的、呈现淡琥珀色的、晶莹剔透的固体物质。
它不像玻璃般冰冷易碎,也不像金属般沉重导电,质地均匀细腻,用手指叩击,发出清脆而略带韧性的声响。
“此乃何物?”李明好奇心大起。他小心翼翼地将这琥珀色的固体从瓶中取出,放在掌心仔细观察。他用小刀尝试切割,发现其有一定硬度,但又不似岩石般顽固。更令他惊奇的是,当他将这块材料靠近酒精灯火焰缓缓加热时,它竟逐渐软化,变得如同捏面一般,可以随意塑造成各种形状——一个小圆球,一枚扁平的纽扣,甚至是一根细棍。待其冷却后,又迅速恢复了原有的坚硬。
“非金非木,非石非革,遇热则柔,可随意塑形,遇冷则刚,能定其形态……奇哉!此物闻所未闻!”李明捧着这块神奇的“琥珀”,如获至宝,喃喃自语。
他立刻意识到这可能是一项重大发现,迅速将情况上报。陆仁闻讯,第一时间赶到实验室。当他看到李明手中那块可以随意弯折、晶莹剔透的材料时,一向沉静的眼眸中爆发出前所未有的光彩,甚至比见到橡胶轮胎时更为激动。
“此物……可名为‘赛璐珞’!”陆仁的声音带着一丝不易察觉的微颤,他给出了一个源于记忆深处、对此类材料最早的称谓,“不,或许更应称之为‘塑料’!一种可塑性极强的人工合成材料!”
他立刻指示李明成立专项小组,全力复现并系统研究这一偶然的合成过程,分析其成分、优化其性能、探索其应用。在陆仁的亲自指导下,实验小组很快确认了甲醛与某些特定重油馏分在残余催化剂及光照条件下的反应路径,并初步稳定了制备工艺。
很快,第一批实验性质的塑料制品在精心控制下被制造出来:几枚光滑坚韧、颜色均匀的衣扣;一个透明度虽不及最上等玻璃、却远超牛角片的圆盒;几把轻便美观、不易断裂的梳子;甚至还有尝试浇注成的、轻便且绝缘性能极佳的电灯灯座和电报机外壳。
塑料的雏形,就在这次因缘际会的疏忽中,悄然降临大明。
它轻便、绝缘、可塑性强、易于大规模生产的潜在特点,虽然目前的工艺还极其粗糙原始,产量低下,性能也远未完善,但其背后所开启的,是一个全新的“合成材料”时代的微光。
未来,它将如同润物无声的春雨,渗透进从日常起居到工业生产乃至军事装备的方方面面,彻底改变人类制造与生活的形态。
就在石油化工领域接连取得突破性进展的同时,动力机械所那高大宽敞、永远回荡着金属敲击声的工棚内,一场关乎帝国未来动力核心的、更为艰苦卓绝的攻坚战,也进入了最激动人心亦最令人忐忑的冲刺阶段。
工棚中央,一台结构复杂、遍布气缸、活塞、连杆、凸轮轴,闪烁着金属冷峻光泽的庞大造物,被数十根粗壮的螺栓牢牢锚定在厚重的花岗岩基座上。
这便是凝聚了格物院机械领域数年心血,旨在超越并最终取代蒸汽机的——“弘治式内燃机”第一台实用原型机。
项目总负责人,早已褪去青涩、成长为帝国机械巨擘的赵德柱,正像一头焦躁的雄狮般围着这台机器打转。
他脸上混合着长期熬夜的疲惫、对未知结果的期待,以及一丝不易察觉的恐惧。
为了解决最棘手的点火问题,他们根据陆仁的理论指导,采取了“压燃”与“点燃”双线并行的策略。
眼前这台原型机,采用的是结构相对简单、但对燃料品质要求更高的“压燃”式,即后世所谓的柴油机雏形。他们使用的燃料,是石油分馏后得到的、挥发性较差的重质油料,经过初步净化处理。
“最后一遍检查!油路是否通畅?进排气门间隙确认!冷却水循环启动!飞轮制动机构预备!”赵德柱的声音在空旷的工棚内回荡,带着金属摩擦般的沙哑与不容置疑的威严。每一位工程师和工匠都如同上紧发条的钟表零件,在自己的岗位上进行着最后的确认。整个工棚的气氛凝重得仿佛能拧出水来。
连闻讯赶来的陆仁和朱厚照,也都只是静静地站在划定的安全区域外,神情肃穆,屏息凝神。
“启动!”赵德柱猛地一挥手。
一名臂力惊人的工匠深吸一口气,上前握住一个连接在曲轴前端的、巨大的Z形手摇柄,用尽全身力气,开始奋力摇动。沉重的曲轴在他的驱动下,发出“嘎吱嘎吱”的呻吟,带动着气缸内的活塞开始进行初始压缩行程。空气被强行吸入,然后在密闭空间内被活塞急速压缩,温度随之飙升。
“注油!”赵德柱死死盯着压力表,在指针达到预定刻度的瞬间,嘶声吼道。
另一名操作手闻令,毫不犹豫地扳动一个结构简陋、靠人力驱动的柱塞式油泵手柄,将一股雾化程度相当粗糙的重油,精准地喷入那已达数百摄氏度高温高压的气缸之中。
刹那间——
“砰!!!!!!”
一声沉闷、暴烈、仿佛源自大地深处的咆哮,猛地从钢铁气缸内部炸裂开来!这声音截然不同于蒸汽机那缓慢而富有节奏的“噗嗤——呜——”,它更短促,更霸道,充满了原始的、不受拘束的力量感!
紧接着,是第二声“砰!”,第三声“砰!砰!”……爆燃的节奏从最初的艰涩,迅速变得连续、越来越快,越来越稳定!
那直径超过六尺的巨型铸铁飞轮,在连杆的强力驱动下,开始从静止艰难地启动,然后旋转速度肉眼可见地提升,带着巨大的惯性,发出“呼呼”的风声!连接在飞轮输出轴上的宽幅牛皮皮带,瞬间绷紧,带动着远处那个模拟矿井排水用的重型活塞泵,开始了强有力的、规律性的往复运动!
成功了!机器靠自身燃料的爆燃,持续地运转起来了!
然而,成功的喜悦还未来得及完全绽放,现实的问题便扑面而来。
巨大的轰鸣声震得人耳膜发疼,未经充分燃烧的浓密黑烟如同墨龙般从排气口喷涌而出,迅速弥漫了整个工棚,刺鼻的燃油味与金属摩擦产生的焦糊味混合在一起,令人作呕。
原型机在运行中剧烈地颤抖着,许多法兰连接处发出“吱嘎”作响的抗议声,润滑油从密封不严的缝隙中渗出……它显然还只是一个粗陋、低效、笨重、可靠性与寿命都亟待提升的实验室产物,离真正的实用化,还有漫漫长路要走。
但,没有人介意这弥漫的黑烟与刺耳的噪音。
朱厚照也被这原始而强大的力量感深深震撼,他指着那台仿佛拥有生命般咆哮的钢铁巨兽,对着陆仁大声喊道,声音必须压过轰鸣才能听清:“陆师傅!此物……此物之力,竟如此爆烈澎湃!若假以时日,将其小型化,装于车船之上,其速其力,必将远超蒸汽机百倍!……我仿佛已经看到,我大明的铁骑,装着这等心脏,一日千里,踏遍寰宇的景象!”
陆仁重重地点了点头,脸上露出了难以掩饰的欣慰与感慨的笑容。
他知道,这台原型机距离实用化,还有诸如效率提升、小型化、可靠性、燃料精炼等无数高山需要翻越。但它发出的这第一声,虽然粗糙却充满力量的啼哭,却无比清晰地宣告了一个崭新的动力时代——内燃机时代——的黎明,已经不可阻挡地降临在这片东方的土地上。
石油,这源自地底深处的“黑金”,正在格物之火的猛烈淬炼下,发生着惊人的裂变与升华。
从脚下滚动的、改变行进方式的橡胶轮胎,到手中把握的、开启材料革命的塑料雏形,再到那轰鸣咆哮的、预示动力革命的内燃机心脏……一个由碳氢化合物分子重新编织的、更加便捷、高效、强大且充满无限可能的工业文明新纪元,正在大明帝国的西山之麓,轰然掀开了它的扉页。
而这一切,都源于那份摒弃浮躁、沉潜下来、专注于内部挖潜与科技突破的“深耕”国策。
朱厚照看着眼前这烟雾缭绕、轰鸣震耳的一切,第一次如此真切而深刻地感受到,这种不见刀光剑影、却同样波澜壮阔的“征服”,其带来的震撼、成就感与对未来的颠覆性塑造力,或许,真的不亚于甚至超越了金戈铁马、开疆拓土的战场荣光。
他内心那股渴望征服全球的熊熊野火,似乎在这一刻,找到了一条全新的、更富科技含量、也更显帝国底蕴的燃烧路径。