Az üveg tudománya M. V. Lomonoszov munkásságában

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. március 16-án felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 16 szerkesztést igényelnek .

Az üvegtudomány Mihail Vasziljevics Lomonoszov  természettudományi örökségének egyik legfontosabb része .

Az üveg tudománya, mint a fizikai és kémiai kutatások területe a kémia és a fizika metszéspontjában született , vagyis egy új tudomány - a fizikai kémia - keretein belül . A természettudomány általános változásaihoz igazodva elmondható, hogy a fizikai kémia , mint tudomány módszertani jellemzőit, módszereket és az ismeretek elméletében betöltött szerepét M. V. Lomonoszov határozta meg. A szilikátok és különösen az üvegek tanulmányozásában a tudós tevékenységére jellemző megközelítés nem sokban különbözik attól, amely az ezt követő több mint száz év során, mind elméletben, mind pedig gyakorlat, a technológiafejlesztés területén. M. V. Lomonoszov hatalmas mennyiségű üvegkutatást végzett, megalapozta a színes üveggyártást, kidolgozta a smalt főzésének technikáját, amelyet az általa újraélesztett mozaikok készítéséhez használtak . [egy]

Laboratórium. Hipotézis, kísérlet, technológia

M. V. Lomonoszov kémiai laboratóriumában 1752-1753-ban a tudomány történetében először adott fizikai kémia kurzust egy akadémiai egyetem hallgatóinak. És csak három év erőfeszítés után kaphat engedélyt ennek a laboratóriumnak a felépítésére - ez volt az első kutató- és oktatási laboratórium Oroszországban.

... laboratórium nélkül kénytelen megelégedni a kémiai könyvek és elméletek egyetlen olvasmányával, és szinte teljesen elhagyni a gyakorlatot, és idővel leszoktatni róla.

- M. V. Lomonoszov [2]

1748 októberében, amikor végre megépült, és megkapta a maga tudós rajzai és tervei alapján készült berendezéseket, kísérleti kutatásokat kezdett benne a szilikátok kémiájáról és technológiájáról, a megoldáselmélet igazolásáról. a fémek pörköléséről, valamint - végzett ércmintákról.

Itt több mint 4 ezer kísérletet végzett, kifejlesztve a színes üveg - átlátszó és átlátszatlan ("süket" - smalt ) technológiáját [3] . Ezt a technikát a színes üvegek ipari olvasztására és az abból készült termékek előállítására alkalmazta. [egy]

Az akkori üveggyártás leggyengébb pontja az alapanyag palettájának rendkívüli szűkössége és ebből adódóan az előállított termékek színe volt: a pétervári üveggyár által gyártott termékek nagy része színtelen volt, ill. csak egy kis része volt kékre és zöldre festve. Európában például a híres német üvegmérnök-alkimista , Johann Kunkel még a 17. században tökéletesen elsajátította az általa újjáélesztett vörös üveg – az „arany rubint” – előállításának módszerét (a rómaiak még ismerték ezt a technológiát, ami magában foglalja a beépítést. arany a töltet összetételében - innen a név, de elveszett). Eközben Kunkel a sírba vitte ennek a szépségnek a titkát, és egy cetlit hagyott hátra a következő tartalommal: „Mivel ez a titok sok munkámba, erőfeszítésembe és törődésembe került, senki ne tartsa rossznak, hogy most nem csinálom meg. mindenki tulajdona.” És az egyik első, aki újra felfedezte titkát, újrafejlesztve az "arany rubin" technológiáját, M. V. Lomonoszov volt. [egy]

A tudós üveg iránti különleges érdeklődésének lehetséges okát N. N. Kachalov fejezi ki , megjegyezve, hogy a legtöbb kutató hajlamos azt hinni, hogy M. V. Lomonoszov 1746-ban látott olasz mozaikfestményei felkeltették benne a vágyat, hogy mindenáron reprodukálja azokat. Egy másik vélemény az érdeklődés természetéről azt jelzi, hogy a színes üvegkészítés problémájának megoldására az 1734-ben Kijevben látott mozaikok késztették, de N. N. Kachalov emlékeztet arra, hogy ez az utazás maga megbízhatatlan tény. Ugyanakkor véleménye szerint nem szabad figyelmen kívül hagyni a tudós közeli ismeretségét az üvegekkel és más szilikátolvadékokkal a bányászat és a fémmegmunkálás technológiájának tanulmányozása során, ahol a salakok nagyon fontos helyet foglalnak el - elvégre ez volt erre a területre specializálódott tanulmányai során.Külföldön. [egy]

De egymás után az ipari üveggyártás iránti vonzalma a következőképpen alakult ki. 1751-ben az Üveggyár az Épülethivatalon keresztül a Tudományos Akadémiához fordult azzal a kéréssel, hogy adják át a híres „Tudományos Akadémián szerzett tanácsadó és professzor, Lomonoszov úr” színes üvegekkel kapcsolatos tudományos munkájának eredményét. Ezt a parancsot az Akadémia adta M. V. Lomonoszovnak, és beleegyezik, hogy „megnyissa ezt a művészetet egy esküdt becsületes és józan ember előtt, aki ráadásul megérti azokat a kémiai folyamatokat, amelyeket ebben az esetben ismernie kell”. [négy]

M. V. Lomonoszov idejében világszerte a kizárólag empirikus adatokon alapuló üveggyártás művészete tudományosan képzetlen szakemberek, az úgynevezett „arkanisták”, azaz „titkok szakértői” kezében volt. M. V. Lomonoszov szerint formailag még mindig az alkímiai alapelvek uralták a gyakorlatot, amely Wolf szellemszerű folyadékokról és más „szörnyekről” szóló metafizikai koncepcióinak égisze alatt alakult ki. És eretnekségnek hangzott az a kijelentése, hogy az üvegolvasztás kémiai ismereteire van szükség, de már nem volt egyedül a véleményével - írja a hazai porcelán alkotója, D. I. Vinogradov , M. V. Lomonoszov általunk már ismert osztálytársa: ) kémiával rendelkezik az alapítvány és a vezető vezető számára.” Abszurdnak tekintve M. V. Lomonoszovnak a hallgató tudományos képzésére vonatkozó követeléseit, a tisztviselők ennek ellenére nem mernek ellentmondani a makacs professzornak, és egy írástudó személyt küldenek a rendelkezésére Pjotr ​​Druzsinin „építészhallgató” személyében (ebben a tudósokkal szembeni attitűd, az a tény, hogy „Péternek nehéz jobb kezével sikerült „respektet” bevezetnie a tudományba – a bürokrácia már fél nyíltan tiltakozni tekintélyes véleményével szemben –, és nem véletlen, hogy A. S. Puskin M. V. Lomonoszov „a Nagy Péter nagyszerű munkatársa”). [1] [5]

A tudós nagyon jó rendszerező volt, ami természetesen megmutatkozott bizonyos kutatások következetes lefolytatásában, amikor sok mintát kellett szigorú rendszer alá rendelni, hogy azok a keresés helyes fejlődését szolgálják anélkül, hogy visszatérnének a kutatáshoz. a már lezajlott kísérletek, - a meglévő függőségek megértése. [6] [7] .

Az üvegkémiában M. V. Lomonoszov által végzett és a fent említett négyezer kísérletet igénylő alapkutatás négy évében három fő szakasz figyelhető meg:

A Dolomonoszov-korszakban legfeljebb másfél tucat töltéskomponenst használtak az üveg olvasztásához : Üvegképző anyagok (töltésösszetétel): homok, lúg (növényi hamu), salétrom, mész, vörös ólom, bórax; Színezékek: "Piemonti magnézia" (mangánt is beleértve), rézkő , vaskő (krókusz, vasérc), kén (szulfidok), szén, "safra" (kobalt érc), klórarany; Hangtompítók: ón-oxid, csontliszt.

Az első és legfontosabb, a kezdeti szakaszban az volt, hogy ezt a reagenskészletet olyan mértékben bővíteni kellett, hogy a vegyipar és a bányászat jelenlegi helyzete ezt lehetővé tette. A tudós minden rendelkezésre álló módon, néha nagy nehézségeket leküzdve, különféle mesterséges és ásványi anyagokat szerzett be, felkészítette őket a következő kísérletekre - feldolgozva, megtisztítva a szennyeződésektől. A munka kezdetéig mintegy 60 különböző anyag állt a rendelkezésére. Erre a szakaszra, minden tanulmányban a fő szakaszra csak az előző két befejezése után lehetett továbblépni. Az akkori terv szokatlan szélességével a tudós folytatja azt. Az üveg színező jelenségével kapcsolatos kutatásai az alábbi tényezők hatását vonják maguk után:

Ebben az esetben különösen szembetűnőek voltak a tudós rendszerezőként említett tulajdonságai - a munka rendkívül magas módszertani színvonalon zajlott: a fenti tényezők mindegyikére egy nagy független kísérletsorozatot végeztek, amikor annak mennyiségi részvétele szisztematikusan nagyon széles tartományban változtattak.

Ugyanakkor a színelmélettel is foglalkozik, amely egyértelmű kapcsolatban áll a jelennel és egyéb tanulmányaival. Tudományos tevékenységének kezdete óta érdekelte a fény és a színek természete. A fénykiáramlás newtoni elméletét megértve, 1741-1743 között a mellette és ellene szóló érveket összehasonlítva arra a következtetésre jut, hogy "a fény [oszcilláló [mozgás] útján terjed]"; Majd a színek természetéről való elmélkedések során egy sor kísérletet fogant ki színes szemüvegekkel. És elméleti tanulmányainak megfelelően M. V. Lomonoszov 1748-ban lehetőséget kapott ezekre a kísérletekre a Kémiai Laboratóriumában, amikor olyan üvegeket kapott, amelyek összetételét később felhasználták mozaikmunkáinak elkészítésekor. Ennek a tudományos kutatási komplexumnak az eredménye egyben saját fény- és színelméletének megalkotása is, amely a világteret kitöltő éterrészecskék oszcillációján keresztül történő fényterjedés gondolatán alapult (már a XIX. B. B. Golitsyn akadémikus „hullámelméletnek” nevezné [8] .

M. V. Lomonoszov nagyon sok különböző színű üveget kapott, amelyekben nagyon korlátozott számú elemet használtak zárványként, amelyek befolyásolják a színt (a króm, urán, szelén, kadmium, amelyeket ma erre a célra használnak, akkoriban egyszerűen még nem fedezték fel ) - nagyon ügyesen variálja a kémiai kezelés módszereit redukáló és oxidáló körülmények között, miközben megváltoztatja az üveg összetételét az ólom, ón, antimon és néhány más anyag bevezetése miatt.

A leggazdagabb vörös tónusokat a mozaikmesterek által "scarseteknek" és "lakknak" nevezett smaltokhoz való réz hozzáadásával kapják. Főzésük nagy szakértelmet igényel, ami még mindig nem sikerül. A tudósok a rezet zöld és türkiz árnyalatok előállítására is használták. A mozaikművészet ínyencei a mai napig nagyra értékelik Lomonoszov smaltjainak polikróm tulajdonságait, és sokan úgy vélik, hogy az ilyen csodálatos vörös és zöld árnyalatok rendkívül ritkák, és keveseknek sikerült megszerezniük.

És itt vannak L. Euler szavai, amelyek megerősítik M. V. Lomonoszov szerepének elismerését az üvegtudomány megalapozásában - és nem csak hazájában [5] :

Ahogy mindig csodálkozom boldog eszeden, amellyel a legkülönbözőbb tudományokban jeleskedsz, és a természeti jelenségeket különös sikerrel magyarázod, annyira kellemes volt a hír... Méltó Önhöz, hogy üveges virágokat ajándékozhat. A helyi vegyészek nagyszerű dolognak tartják ezt a találmányt.

Üveggyár

M. V. Lomonoszov 1753-1754-ben Oranienbaumtól nem messze , a koprói járásbeli Ust Ruditsy faluban kapott telket üveggyár építésére, majd 1756-ban örökös használatra adták neki a földet. A gyár építése során a tudós bemutatja mérnöki és tervezői képességeit, kezdve az építési hely megválasztásával, az építőanyagok számításaival, és az első osztályú yamburgi homokra és elegendő mennyiségű fára összpontosítva üvegolvasztó kemencékhez és égetéshez. hamu; – az üzem műhelyeinek tervezése, a technológiai folyamat részletes kidolgozása, laboratóriumi és ipari kemencék, eredeti gépek és szerszámok tervezése; - és befejezve a grafikai anyagok tervezésével, amelyeket szintén ő végez személyesen vagy közvetlen irányítása alatt. Az Uszt-Ruditszkaja gyár egyedülálló és teljesen új üvegipari vállalkozás volt, s mivel az üvegtudomány megalkotója vezette, a vezető helyet a laboratórium kapta, ráadásul a kísérletezés alatt álló és a folyamatos fejlesztés. Kezdetben a gyár csak gyöngyöket , gyöngyöket, üveggyöngyöket és mozaikkompozíciókat (smalt) gyártott. Egy évvel később különféle „rövidáru termékek” jelennek meg: csiszolt kövek, medálok, brossok és mandzsettagombok . 1757 óta a gyár étkészleteket, WC- és írókészleteket kezdett gyártani – mindegyik többszínű, többnyire türkiz üvegből készült. Fokozatosan, több év után beindult a nagy tételek gyártása: felfújt figurák, virágágyások, kerti díszek, öntött asztallapok. [egy]

M. V. Lomonoszov tevékenységének ez az oldala szemléletes példája képességei sokféleségének szerves kombinációjának: lelkes elméleti tudósként, aki folyékonyan kísérletez, gyakorlóként, aki nagyon sikeresen valósítja meg a számítások és kísérletek során találtakat, szakképzett produkciószervező, ihletett amatőr művész, természetes ízléssel felruházott, tudását ezen a területen megfelelően alkalmazni tudja. De ezzel még nincs vége a sokoldalú alkotói természetnek – M. V. Lomonoszov az üvegkutatás fejlesztéséhez támogatást és támogatást keresve írt példátlan költői művet, a maga nemében az egyetlent; Mármint az egy témának, jelen esetben az anyagnak és az anyagnak - üvegnek - szentelt verses kötetre gondolok, ez a fajta "reklám" közel 3 ezer szót tett ki (kb. 15 ezer karakter) volt a "Levél az üveg előnyeiről a Legkiválóbb Főhadnagy úr, Kammerger Birodalmi Őfelsége, a Moszkvai Egyetem kurátora és a Fehér Sas Rendjei , Szent Sándor és Szent Anna lovas Ivan Ivanovics Shuvalov , 1752-ben írt " [1] :

Rosszul gondolkodnak a dolgokról, Shuvalov,
Kik az üveget az ásványok alatt tisztelik , Csábító
sugárral a szemében:
Nem kevesebb haszna, nem kevesebb szépsége.
<...>
Gyöngyökben tehát Üveg, mint a gyöngy, a Szeretett
körbejárja az egész földi kört.
Festik az embereket az éjféli sztyeppéken,
Festik az Arapot a déli partokon.
Amerikában élnek szimplánok, teát iszunk,
Az ezüst folyóból a nemesfém Szívesen ad minket az
európai kereskedőknek
És a gyöngyök megszámlálhatatlanok,
De azok, azt hiszem, okosabbak nálunk,
Hogy kihajtják a szem ügyét a gondjaikat.
<...>
Aztán a Hugeniiek, Kepleriek és Newtonok, Ismerve az Üvegben megtört
sugarak törvényeit,
Az egész világ valóban meg volt győződve az Ésszerűről,
Kopernikuszról, hogy ő tanította, ehhez nincs kétség.
<...>
Azokban a teleszkópokban, amelyeket Glass mutat nekünk,
Koliko teret adott a Teremtőnek az égnek.
Csak sok nap süt beléjük, lángol,
Hány mozdulatlan csillagot tár elénk tisztán az éj.
<...>
Messze a végére Dicséretre méltó pohár, Amiért
egész évet alig kaphattam.
Aztán elhagyom a dicséretes szavakat
S amit róla írtam, tettekkel kezdem.
<...>

- Válogatott művek, 1986 , 2. kötet, p. 234-244

Összefoglalva M. V. Lomonoszov munkájának ezt az utolsó szakaszát, amely befejezi a tudomány és a művészet, a mozaikok szolgálatát, N. N. Kachalov a következő szavakkal jegyzi meg főbb eredményeit:

A kísérleti kutatás valóban tudományos módszerét dolgozták ki és vezették be a laboratóriumi gyakorlatba, a kísérleti feltételek szigorú állandósága mellett, a megfigyelt jelenségek pontos figyelembevételével, a minták szisztematikus tárolásával és a laboratóriumi napló vezetésével.

Elkészült az első, szigorúan tudományos alapos vizsgálat a különféle ásványi színezékek üvegre gyakorolt ​​hatásáról, és megkezdődött egy módszertan az üveg összetételének tulajdonságaira gyakorolt ​​hatásának vizsgálatára.

Az akkoriban rendkívül korlátozott számú ásványi színezékkel számos színes üveg összetételét fejlesztették ki a kémiai laboratóriumi kísérletek legfejlettebb módszereivel.

A mozaik smaltok leggazdagabb palettáját fejlesztették ki.

Megtörtént a színes üveg olvasztásának és gyártási technikájának bevezetése, melynek eredményeként a hazai üveggyárak elkezdték gyártani a különböző színű művészeti termékeket.

Felépítették a felszereltségében és munkamódszereiben fejlett üveggyárat, amelyet a Lomonoszov által kifejlesztett technológia szerint színes üvegből különféle művészi termékek előállítására terveztek.

- Kachalov, 1959 , p. 301

Jegyzetek

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 Kachalov, 1959 .
  2. Kachalov, 1959 , p. 285.
  3. Sőt, a tudósnak mindezt az óriási munkát egyedül kellett elvégeznie – a témával kapcsolatos számos fellebbezés után „laboratóriumot” kapott; Schumacher a következő szavakkal kísérte ennek a követelménynek a kielégítését: „... legalábbis Lomonoszov úrnak nem volt más dolga a vegyi ügyeken kívül, de kell egy laboratórium vagy egy ember, aki tud a tűzzel bánni, mert a professzor ezt ő maga még nem tudja, igen, és elméletben gyakorolva az ember nem fogja olyan hamar megtanulni. Ha egy ilyen embert nem adnak neki, akkor több edényt ront el és több anyagot költ el, mint amennyit a neki adott személy annyi fizetést kap, és nem tesz semmi különöset.
  4. Kachalov, 1959 , p. 233.
  5. 1 2 Ljubimov, 1872 .
  6. Megjegyzi kutatási stílusának sajátosságát, utalva Budilovichra, aki M. V. Lomonoszov jegyzetfüzet-tervezeteit elemezte. N. A. Lyubimov: „Papírra írt felületes jegyzeteket. „Minden feljegyzés, utalás, jelzés, még a sikeres fordulat is meg van számozva a dolgozattervezeteiben, abban a sorrendben, ahogy a jegyzetlapon követték. még mindig véletlenül és belső kapcsolat nélkül állnak, kivéve a vizsgált téma bizonyos egységét. Amikor már elég volt az ilyen hangjegyek, csoportosította őket, összehozta a homogéneket, és minden hangot csak a számával jelölt meg; a számok még többször változtatták a helyüket, mielőtt végre létrejöttek. A jegyzeteket már bizonyos sorrendben kiírták, és az anyag minden hivatkozással és utasítással készen állt. ”(A Nemzetoktatási Minisztérium folyóirata, 1869. augusztus) - Lyubimov N. Lomonoszov élete és munkái. Első rész. Moszkva. Egyetemi nyomda (Katkov és Társa), a Strastnoy körúton. 1872
  7. Budilovich, 1869 .
  8. Mihail Vasziljevics Lomonoszov. Válogatott művek 2 kötetben. M.: Tudomány. 1986

Irodalom