Экспериментальные работы М.В. Ломоносова
статья по теме

Солодовникова  Ольга Петровна

г. Санкт-Петербург

Экспериментальные работы М.В.Ломоносова в области химии и технологии изготовления стекла.

Среди славных имён прошлого в русской науке имя Михаила Васильевича Ломоносова можно поставить на одно из первых мест среди разносторонне одаренных людей в истории человечества. М. В. Ломоносов стал живым воплощением русской науки и культуры с её разнообразием и особенностями, с ее богатством и широтой.

Главным направлением своей мысли он избрал химию. Он начал заниматься химическими исследованиями уже в ранний период своей деятельности, будучи студентом Марбургского университета. Первый научный труд М.В. Ломоносова «О превращении твердого тела в жидкое, в зависимости от движения предшествующей жидкости» написан в 1738 году. Вторая работа «О различии смешанных тел, состоящем в сцеплении корпускул» была завершена год спустя. Эти работы будущего ученого явились началом изучения мельчайших частичек материи. Через два десятилетия они оформились в стройную атомно-молекулярную концепцию, обессмертившую имя ее автора.

Первым, с чего начал М. В. Ломоносов работу в химической лаборатории, было изготовление окрашенных стекол. Его увлечение цветным стеклом возникло под влиянием итальянских мозаик, привезенных из Рима в 1745—1746 гг. графом М. Л. Воронцовым. Ученого поразили красота и изящество этих мозаик, выложенных из природных разноцветных камней, и он решил создать нечто подобное, но не из природных материалов, а из искусственных окрашенных стекол. В рапорте Президенту Академии предложил программу своих экспериментальных работ^[1]:

«1. По построении под моим смотрением Химической лаборатории в Ботаническом огороде старался я как в конце 1748 года, так и в генваръской трети минувшего 1749 года удовольствовать оную нужными материалами, посудою и инструментами, а в следующие две трети, во-первых, заготовлял разные спирты и другие простые продукты, а потом предпринял опыты, для которых химические лаборатории при Академиях бывают.

2. По регламенту Академии наук профессорам должно не меньше стараться о действительной пользе отечеству, а особливо о приращениях художеств, нежели о теоретических рассуждениях; а сие больше всех касается до тех, которые соединены с практикою, каково есть химическое искусство. Того ради за благо я рассудил, во-первых, изыскивать такие вещи, которые художникам нужны, а выписывают их из других краев и для того покупают дорогою ценою. И так в конце прошлого года и по осень искал я способов как делать лазорь берлинскую...

3. Стекла разных цветов употребляют в финифть и в финифтяную живопись, на малевание фарфоровой и финифтяной посуды, на мусию и на другие украшения, и сверх того из таких стекол можно делать немалые плиты разных цветов наподобие аспида и мрамора; для того прилагаю я возможное старание, чтобы делать стекло разных цветов, которые бы к помянутым художествам годны были и в том имею нарочитые прогрессы. При всех сих практических опытах записываю и те обстоятельства, которые подлежат до химической теории».

В конце апреля М. В. Ломоносов подает в академическую канцелярию рапорт о своей работе за первую треть 1750 г.: «В нынешней генварьской трети, а особливо минувшего марта и сего апреля месяца деланы в Химической лаборатории многие пробы для мозаических и других крашенных стекол, также и для фарфору, на что полученное в оную уголье все изошло, ибо кули так малы, что в два часа в печи, которая длиною и шириною в поларшина, сгорает по шести и по осьми кулей»^[2].

М. В. Ломоносов не был первооткрывателем техники изготовления окрашенных стекол. Однако никто до М.В.Ломоносова не проводил исследования с такой широтой, так систематично и последовательно, применяя всю доступную лабораторную технику и опираясь на последние достижения химии. Он пользовался числом исходных веществ, в 3—5 раз большим, чем современные ему исследователи; сам занимался изготовлением всевозможных «осадков», которые вводил в состав шихты, чтобы установить влияние различных компонентов на окраску стекла; изучал влияние температуры, содержания окрашивающих добавок, способов их введения в состав шихты, роль последующего отжига приготовленного стекла^[3].

М. В. Ломоносов был первым, кто привнес в область стеклоделия научный метод исследования. Именно научный подход к постановке экспериментов позволил ему успешно разрешить многие проблемы, относящиеся к технологии окрашенных стекол. М.В.Ломоносову удалось разгадать секрет «золотого рубина». После смерти Иоганна Кункеля, владевшего этим секретом, способ получения «золотого рубина» был заново открыт в западноевропейских странах лишь в 40-х годах XIX в. Меняя дозировку минерального пурпура, вводя различные дополнительные компоненты в разных сочетаниях и количествах, меняя условия нагревания и температуру, М. В. Ломоносов получил золотые рубиновые стекла самых разнообразных оттенков, в зависимости от степени дисперсности коллоидных частиц золота в стекле.

Некоторые из своих наблюдений М. В. Ломоносов обобщил в «Курсе истинной физической химии». Дал глубокие определения многим химическим процессам, в том числе относящимся к технологии стекла. Пояснил, что следует понимать под остекловыванием: «Остекловывание происходит, когда тело в виде порошка силою огня сплавляется через ожижение в блестящее твердое тело, которое при накаливании размягчается и может вытягиваться в нити... При помощи этой операции многие разнородные смешанные тела сочетаются прочной связью»^[4].

Характеризуя стекло как вещество, способное вытягиваться в нити, М.В.Ломоносов тем самым отмечает два наиболее типичных его свойства: гомогенность и высокую вязкость. Говоря об операции отжига, ученый пишет: «Отжиг происходит, когда тело, переведенное в состояние стекла или камня, подвергается длительному действию несколько меньшей степени жара, чем потребная для его накаливания, и постепенно охлаждается, чтобы обеспечить равномерное сцепление частей и уменьшить хрупкость. Кроме того, при помощи этой операции многое производится, не без приятного зрелища, для получения окрашенных стекол»^[5].

М. В. Ломоносов очень увлеченно работал над изготовлением окрашенных стекол и в 1749—1751 гг. отдавал этому занятию большую часть времени.

Намеченная М. В. Ломоносовым программа работ по изготовлению различных красителей и исследованию условий получения цветных стекол была в основном завершена ко второй половине 1752 г. За это время он сделал более 2 тыс. опытных плавок. Всего же за свою жизнь ученый выполнил свыше 4 тыс. экспериментов, связанных с технологией силикатных материалов.

Как только стали известны успехи М. В. Ломоносова в деле изготовления окрашенных стекол, государственный стекольный завод обратился в Академию наук с просьбой разрешить прислать к М.В.Ломоносову для обучения заводского мастера. Ученый согласился, и в начале 1752 г. к нему был командирован ученик «Канцелярии архитектуры» Петр Дружинин. Благодаря приобретенным знаниям П. Дружинин занял там руководящее положение; вскоре администрация завода отказалась от услуг мастера-немца на том основании, что он «противу российских мастеров в знании никакого лучшего преимущества не имеет и без него обойтись весьма можно».

Достижения М. В. Ломоносова в деле изготовления окрашенных стекол были настолько значительны, что он счел возможным сообщить о своих успехах Эйлеру. Он написал, что в течение трех лет проводил физико-химические испытания для разработки учения о цветах и что труд его оказался не бесплодным: различные растворения и осаждения минералов, до трех тысяч опытов, сделанных для воспроизведения разных цветов в стеклах, дали достаточные основания для построения «истинной теории цветов» и позволили ему приняться за мозаику^[6]. В ответном письме Л. Эйлер написал: «Как я всегда удивлялся счастливому твоему остроумию, которым в толь разных науках превосходствуешь... Достойное Вас дело есть, что Вы стеклу все возможные цветы дать можете. Здешние химики сие изобретение за превеликое дело почитают»^[7].

Теория цветов была изложена М.В.Ломоносовым 1 июля 1756 г. в его речи на публичном собрании Академии наук: «Слово о происхождении света, новую теорию о цветах представляющее».

Цитированная литература

1. М.В.Ломоносов «Репорт Президенту Академии наук о назначении в химическую лабораторию студентов», 17 января 1750г.
2. М.В.Ломоносов «Репорт в Канцелярию Академии наук о проделанной работе за первую треть 1750г.», 27 апреля 1750 г.
3. М.В.Ломоносов «Лабораторные записи», 1751г. http://feb-web.ru/feb/lomonos/texts/lo0/lo2/lo2-371-.htm
4. М.В. Ломоносов, Избранные произведения: в 2 т. Т. 1 Естественные науки и философия / М.В. Ломоносов. – М. : Наука, 1986. – 536 с.
5. М.В.Ломоносов Письмо к Л. Эйлеру, 1748г. http://www.runivers.ru/doc/d2.php?SECTION_ID=6779&CENTER_ELEMENT_ID=147353&PORTAL_ID=6779 
6. Л.Эйлер Ответное письмо к М.В.Ломоносову, 1754г.