作者:浙东匹夫
在村子里逛了大约半炷香的工夫,沈树人渐渐来到村子的核心地带,一片位于道士洑景区内的工坊,屋外就可以看到小瀑布和湍流,奔流注入长江。
而附近的建筑,也都变成了粉刷着白墙,有整齐青瓦屋顶的体面素净样子,看上去也不像是火药作坊了。
沈树人进了一所整洁的大院,首先看到的竟然是几台小宛纺纱机和飞梭织布机,在那儿搞棉纱和棉布。
沈树人看了也是诧异,几乎以为自己跑错地方了。
这些机器他当然不陌生,因为都是几年前他点拨方以智和董小宛造出来的。
方以智没谋求挂名,而且他只是提供理论支持,动手鼓捣实践的还是董小宛,世人也就只知道这机器叫小宛纺纱机,是沈抚台府上一个妾侍所发明。
沈树人便忍不住问:“方兄这是技痒呢?觉得当年点拨了飞梭织布机不过瘾?还是又想到了更好的优化?怎放到这炼药厂来鼓捣织机了。”
方以智指着解释:“优化,倒也确实有点可以继续优化的,不过零敲碎打而已,提升不了一两成纺纱织布效率。
不过,把这些机器挪到这儿,本意是因为按贤弟之前交代的思路鼓捣火药材料时,无心插柳弄出了别的材料。我们琢磨了一下,又进行了实验,发现可以用来做包扎伤病的布料。”
说着,方以智示意院内一个正在纺纱织布的工匠把一些半成品材料拿过来,给沈树人看。
沈树人一看,只是纱布和棉花团,这些他也早就见过了,沈家在苏松的纺织业生意非常大,还跟松江徐阁老家族联营,拥有棉田就不下百万亩。
所以沈家军内,棉制品的普及率非常高,普通士兵日常用度都很充裕,伤兵的医疗用品里,也早就普及了棉花团和纱布。
不过,沈树人仔细一看,就注意到这种纱布和棉花团,手感就跟原来的大不一样,他再一琢磨,忍不住脱口而出:“这是脱脂棉?把纱布和棉花团都进行了脱脂处理?”
方以智一愣,没有直接承认:“脱脂棉?这个叫法倒是通俗易懂,确实,这是把棉花用一些加了碱面草木灰和别的一些粉料处置过之后,再晒干的,去掉了一部分油份,也去掉了棉花中易于腐败酸化变质的东西,只留下干净的纯绒。
原本这是按你半年前的交代,搞‘酸火棉’的时候,发现不好搞,棉花有杂质,不稳定,所以我们自己琢磨了不少办法预先处置棉花,除去各种杂质。结果其中一条思路,就得到了这个。
做出来之后,我忽然想到,原本军中虽也用纱布裹伤、棉团吸血促进愈合,但棉布棉团还是容易沾染脓血后渐渐腐败,肯定是棉团本身含有的物质,容易被脓血中的污秽利用。
于是我就想着废物利用,把造‘酸火棉’不得的这个走岔了路的半成品,用来做纱布给士卒裹伤。大冶矿山那边,也确实时不时会出些事故伤员,正好有充分的实验机会。
最后就发现这样洗出来的棉最干净,用来裹伤包扎,士卒脓血恶化的机会都能降低两三成之多!”
沈树人听了,也是颇为感慨。
原来,他半年前出征之前,也跟宋应星方以智交代过一些改良火药的思路。而他当时想到的,最容易实现,后世也最人人皆知的,自然是研发“火棉”或者说“硝化纤维”,来代替黑火药作为火枪发射药。
毕竟火棉这玩意儿,后世但凡对历史有点了解的人,都知道其制造方法很容易——把棉花往浓硝酸里一丢,等浓硝酸和棉花自然反应,变得焦黑之后,再把棉花小心取出粉碎,就能制成硝化纤维了。
这东西1870年代被法国人发明出来后,就立刻取代了黑火药,造出了第一代无烟火药,也才有了近代整装底火子弹。
硝化纤维作为炮弹的弹头装药、用于提供爆炸杀伤,那效果是比较存疑的。但作为发射药,却是绰绰有余,肯定比黑火药强很多。一直到二战的时候,美苏步枪弹里都还在用硝化纤维底火。
不过,沈树人虽然知道这个常识,也知道硝化纤维最后一步怎么造,但他却不会造硝化纤维所需的中间原材料,这才导致他穿越至今四年,一直在鼓捣黑火药,没敢想弄无烟火药——他知道棉花加上浓硝酸,就会造出硝化纤维,但他不会造浓硝酸啊!
直到方以智、宋应星这些大牛都被他收入门下,他觉得这些人有一定的自研能力,可以由他指个大方向,然后下面的人自己严密组织实验。
当时他给的方向也很明确,就是假托“从红毛夷人那里听说,近年来再极西之地,已经有红毛夷中的一些顶尖学者,发明出了一种用硝石制作的浓酸,配合棉花酸化焦黑后产生的烈性火药,无烟还爆发力强”。
然后请方以智和宋应星,琢磨如何造出这种“能和棉花反应的浓酸”。这个任务是半年前拨下去的,当时给宋应星的几万两科研经费,相当一部分也是用于实验,其次才是在道士洑这边另造火药局。
现在看来,不管方以智有没有造出浓硝酸,他至少先搞出了脱脂棉这个副产品,可以提升一下军中的医疗条件。
第二百八十六章 炼丹炼出无烟发射药
脱脂棉比普通棉花的包扎、卫生效果更好,其原理显然是因为普通棉花中的部分油脂、蛋白质成分,并非包扎材料所需要的。
油脂和蛋白质容易被细菌分解利用、变成培养细菌和病毒的“培养基、营养液”,所以医用棉就该尽量脱脂脱蛋白,留下更纯的纤维素就好。
但是,制作硝化棉的棉花要求,和医用棉显然不同。
医用棉中被脱掉的那部分成分,在制作硝化纤维时,有些反而是需要的。脱得太干净了,反而会导致反应失败。
所以,看到方以智搞出医用脱脂棉时,沈树人内心在庆幸于这一发明的同时,也泛起了更多的隐忧,以为硝化纤维的研发,暂时陷入了南辕北辙的歧途。
好在,方以智太了解他了,仅仅看他神色变化,就知道他在郁闷什么,原本方以智还想卖个关子的,这下也就直接和盘托出:
“贤弟真是博闻强识,莫非你也知道,医用棉和硝化用棉,对原料的要求并不一样么?”
沈树人闻言,不由一喜,生出了几分期待:“为什么要说‘也’?那就是你本就知道了?宋先生也知道?莫非,你们两种棉都搞出来了?”
方以智这才露出一个得意的表情:“那是自然,这又不难。处理脱脂棉时,可能石灰碱面用多了,脱出来的东西,确实少了不少有用的成分。
但咱既然知道其中道理,还知道红毛夷人的学者已经用这个思路造出了火棉,咱就可以反复试验反复改的嘛,几个月还能琢磨不明白这点事儿?”
沈树人终于有些肃然起敬了:这方以智不得了啊,被自己点拨了一番,这是悟了么,竟能理解酸碱平衡的粗浅原理,略窥酸碱平衡的化学常识。
就算这次新火药的研发暂时没有突破,光凭这份心得,好好总结记录下来,对于这个时代的化学发展,也绝对是大有帮助了。
他还是有些不敢期待地问:“所以……你最后试出来了,哪种预处理的棉花,适合进行酸化?那你是怎么做实验的,难道你们搞出了那种用硝石制出的强酸?”
方以智也不说话,只是和旁边的宋应星相视一笑,先给沈树人看了一点神秘的成品。
那是一些灰黄色的粉末,颜色略深,但绝不是焦黑色的,跟沈树人的想象不太一样。
也可能是沈树人前世化学学得不扎实,或者他前世看过现代枪械子弹里拆出来的底火装药,知道都是偏黑色的,就误以为硝化纤维也是黑色的了。
实际上,硝化纤维就是偏灰黄色的,跟现代子弹的底火并不完全同色,现代底火里面还有掺杂一部分其他成分。
另一方面,早期硝化棉生产制造中,如果出现了黑色,一般就是反应太剧烈,发热散热控制不好,升温碳化了,掺入了杂质。
方以智此刻展示的这些硝化棉,显然也不纯净,以明末的科技水平,也不可能做出太纯的。
沈树人拿在手上,小心翼翼地观察了一下,也看不出真伪,只好让人拿了一点,用于装到子弹里试射。
方以智也早有准备,立刻让人拿来一把大冶军工厂生产的转轮手枪,还有一把后膛装填的短管双管喷,然后现场演示,让一名心腹工匠,把纸弹壳里的装药从黑火药换成这种灰黄色的粉末,最后再交给沈树人身边的一名亲卫,开枪试射。
沈树人全程看得全神贯注,直到最后开火的那一刻,几声与黑火药略有不同的轰鸣之下,略微有些白烟飘散开来,但绝对比黑火药的烟雾要小得多。
而且,明火的火光,也比黑火药要小一些,枪口的枪口焰短促急速得多,能看见火光,但绝不是黑火药那种直接往外喷火的样子。
这一切,都说明新的装药在爆燃速率和气体膨胀速率方面,都比黑火药强得多,才能爆燃得那么充分彻底,瞬间完成。
很显然,作为一款新式的发射药,这种灰黄色的粉末非常合格。依然还残留的少量烟雾,应该只是纯度不够,反应时控制不好,碳化掺入了杂质。
这些问题都不大,再给个几个月甚至一年半载,慢慢优化改良,甚至在实战使用中不断吸取经验,边用边反馈边改,也都是可以接受的。
沈树人只是好奇:方以智他们从哪儿搞来的浓硝酸?
把硝酸加到棉花里,这一步地球人都会,但硝酸本身在古代可不好搞啊。
……
一刻钟之后,在火药局的实验室里,一切总算是真相大白,揭开谜底。
而沈树人也不得不叹服,古代人在化学实践方面其实是有一手的,缺的只是系统的理论总结。
方以智一边给他看一堆实验器材,一边显摆似地丢给他一本古书。
“这是唐代神医孙思邈的笔记,算是千金方的残篇吧,主要是纪录孙思邈验证东晋葛洪用于炼丹药的一部分矿物,实际的药用价值。
这是宋先生找出来的,当初你提到,要用硝石和其他强酸制一种新的酸,宋先生试了一阵子后,便怀疑你说的红夷人用的酸,是硝石和绿矾油反应的产物。
绿矾油,是东晋葛洪就有记载的,但他没说绿矾油如何制取,如何得到,只说有这种东西,可遇不可求。
唐孙思邈更进一步,在医书药方笔记上就写了,绿胆矾煅烧,加入别的一些矾吸取其灼烧出来的精华,可得绿矾油,于是我和宋先生就照着这个思路摸索。
一开始,试了几十次,都不得要领,做不出来,后来发现貌似是古今对于‘绿矾’、‘绿胆矾’的记载,认知多有差异,就又找了好多种来源的绿矾,以及形似绿矾的矿物,都加以煅烧、对比其产物,这才知道孙思邈和葛洪的误会在哪儿了——
天底下的绿矾、绿胆矾,应该不只是一种东西,有的煅烧后可以得到绿矾油烟,有的却怎么也烧不出来,或者烧出来的毒气,只跟普通硫磺燃烧的气味近似,并不能烧出绿矾油烟。我们反复试验,才找到了可以用的绿矾——我还决定,从此把绿矾和绿胆矾区分开来记载。绿矾和胆矾应该是完全不同的东西,有些胆矾发绿,只是混入了杂质。”
方以智这番分析,听到后来,着实让沈树人肃然起敬。
饶是他前世学过中学化学,也是过了好一会儿,才在脑中把方以智的发现,给一一印证了。
明朝人说的绿矾、绿胆矾,应该有硫酸亚铁,也有含杂质的硫酸铜——纯的硫酸铜晶体应该是水蓝色的,这个学过初中化学的都知道,但是自然界的硫酸铜容易混入杂质,尤其是黄色杂质比如天然硫磺,黄蓝混合后偏绿,就很正常了。
以至于唐宋乃至直到明朝,古人都不知道硫酸亚铁和含硫磺杂质的硫酸铜,不是一种东西。那些炼丹家们烧绿矾烧胆矾时,烧出来的产物每次不一样,他们自己也无法解释。
从东晋大炼丹家葛洪,到唐代神医孙思邈,他们都记载过煅烧这些矾类,却不知道自己烧的是几种不同的东西。
硫酸亚铁当然是能煅烧出三氧化硫气体的,然后再用专门的工艺吸收一下,就能得到硫酸,也就是古书记载的“绿矾油”。
有了硫酸后,再制取硝酸就容易了,直接拿硫酸和硝石或者别的硝酸盐再反应,最好是能产生硫酸盐沉淀的,这样剩下的就是硝酸了。
具体过程有些复杂,但毕竟是古人就已经掌握的科技,没什么好赘述的,最关键的一步,还是从没有强酸的环境下,无中生有制造出硫酸。
沈树人原本也是被思路局限住了,因为现代工业化大生产造硫酸,基本上都是直接拿硫磺燃烧出二氧化硫,再加入一定的催化剂进一步氧化到三氧化硫、然后吸收。这样效率非常高,用的原材料也便宜,硫磺到处都是。
甚至现代化工业为了治理二氧化硫排放超标,很多有排含硫废气的工厂,直接在废气处理环节加催化剂,氧化成三氧化硫再吸收为硫酸。那硫酸直接就是环保废气处理的产品了,廉价得不要不要的。
但沈树人穿越回明末,他没办法简单搞出“把二氧化硫气体进一步催化氧化为三氧化硫”的操作,故而迟迟想不到如何工业化大生产六价硫和硫酸。
没想到,方以智和宋应星却压根儿没想过“工业化大生产”,他选择了直接从自然界现成的六价硫酸盐里,煅烧出三氧化硫气体,然后吸收成硫酸。
这样的好处,是再也不用操心怎么把四价硫催化反应成六价硫了,硫酸盐里的硫本身就是六价的。
缺点则是对生产原料提出了很高的要求——如果用工业化大生产,要求用硫磺甚至含硫废气直接就能生产硫酸,极为便宜。现在却要找硫酸亚铁矿物,原材料不知道贵了多少倍。
指望硫酸亚铁煅烧那一丁点产量,要供应大规模的火枪部队发射药,是不太可能了。最多只能供应一下最嫡系的精锐部队,或者是亲卫侍从。
沈树人简单问了一下这种硫酸的造价,果然也是非常昂贵,比直接烧硫磺要贵了十几倍。或者说其用到的硫化物成本,比黑火药那点用硫,贵了至少十几倍。
而在硝化物的使用成本方面,也至少比黑火药用硝石,贵了好几倍,反正就是因为中间复杂的反映环节,硝酸盐参与反应率比较低,每一次反应都有损耗。
综合算下来,这种硝化纤维无烟火药,目前制造成本大约是黑火药的八到十倍!
未来如果能搞定直接用含硫废气或硫磺燃烧制硫酸,并且把硝酸盐利用率也提升一下,那倒是可以在目前状态下,把成本再降低到三分之一甚至四分之一。那样的话,生产成本依然是黑火药的两到三倍。
“不管了,虽然贵了点,但能把东西先做出来,就是好事。工艺和降低成本,可以慢慢再想办法的。这批火药,就先给我的侍卫队使用吧。
目前先全部给转轮手枪队用,毕竟转轮手枪最精密,对发射药残留和漏火的控制要求也最高,以后有便宜的,再给长枪队用。”
沈树人很快就想到了如何部署这种新式发射药。
第二百八十七章 有始有终
等候圣旨的这不到十天里,沈树人见缝插针在武昌府地界各县匆匆转了一圈,
梳理了一番流民安置、屯垦立法方面的制度性建设工作,也验收了锻钢防弹胸甲、实验室制取硝化纤维发射药,和脱脂棉纱布等三项军备新品。
毕竟他给宋应星的时间也不算多,从四月份到现在,刚刚七个多月,能鼓捣出这些科技创新,已经很了不起了。
沈树人在大冶县一直待到了十一月二十七,这天傍晚,忙活完繁杂的内政工作后,沈树人正跟方以智一起吃饭聊天,盘算着后续还有什么需要视察和查漏补缺的。
结果一队沈家的心腹信使,急匆匆赶到了大冶,连夜求见少主,也打断了沈树人相对闲散的日子:
“公子,京城急报,陛下加封您爵位的传旨使者,以及方巡抚父女,算日子应该已经过了桐柏山,抵达随州了。再有两日左右,便能到武昌。
我们是提前快马加急,换马不换人,从淮南登岸后,就跑来先报信的。”
从京城来的使者和上任官员,要到武昌,如果不赶时间的话,完全可以走东边合肥安庆入长江,然后再逆流而上,不用走山区险峻之地。
如果赶时间,那就只有信阳以北的淮北部分,有水路可走,可以借助运河,一旦入淮后,就只能改走陆路,由信阳道翻越桐柏山抄近路。
所以沈家的报急信使,在抵达淮河之前,跟方孔炤一家以及宣旨使者,行动速度都是一样的,偶尔也要坐船。弃船登岸后,才快马加急,也就跑了两天。不加急的普通人,最后这段路可能要四五天。
沈树人和方以智听了,默契地相视一眼:“这边就交给宋先生把,明儿一早咱回江夏县。”
……
大冶距江夏县不过六十里,一行人次日一早启程,午前便回到江夏县,还能赶上回府用膳。
巡抚衙门内,沈树人的那些心腹体己,也都提前得到了消息,知道少主要准备接旨,上下忙碌得不行。
午膳的时候,陈圆圆董小宛李香君都来一起陪着,伺候他用膳。三女表情都有些凝重,陈圆圆一边帮着夹菜,一边忧虑地旁敲侧击:
“公子,听说,陛下赐你国姓,是为了以后娶潞王府家的小郡主时,能免去入赘之嫌、两家都留点面子?恭喜公子了,也该有个少奶奶,帮着总揽这内宅的一摊子事儿了。”
沈树人正在吃鱼,鱼肉是李香君帮他灵巧地一根根挑去刺,留下净肉,再服侍他细嚼慢咽,他闻言也听出了其中隐忧,不由放下筷子,双手搂过陈圆圆和李香君,好好安抚:
“怎么?担心了?这话听着言不由衷,我终究是要娶正妻的嘛。但我此生不会负了你们,这也是必然的,总会让你们有始有终。”
董小宛再一旁,一身月白素色,并不过来痴缠,她这一世和陈圆圆李香君,出身上终究有区别。因为沈树人的拯救,董小宛从未沦落入那些笑脸迎人的场合,只是一个破产富商之女。所以大白天的,跟其他女子一起痴缠主人的事情,她也做不出来,宁可静观其变。
陈圆圆李香君毕竟是被沈树人赎身的,也就没那么多礼法顾虑。二女很快被沈树人安抚得面红如潮,桃色泛起,只是腻声低语:
“奴家是真心为公子贺喜的,哪有不愿意。公子这样的身份才华品貌,得多少女人服侍都是该的,郡主算什么,就是公主也配得上。只是……不知这潞王府的小郡主,多大年纪,为人厉害么?”
沈树人哈哈大笑:“原来是担心这个,放心吧,那小郡主过完年,最多也就十六岁,从小不谙世事,心无城府,也不是与人刁难的脾性。你们只要别得罪她,她才懒得来吃醋固宠呢。”
听说小郡主如此年少,什么都不懂,三女才放心了些,陈圆圆反而还有些惭愧,下意识抚摩着自己的面颊,自言自语道:
“那竟是比奴家还年少三四岁呢,这确实没什么好担心的了,以后定然还是奴家先色衰爱弛。”
沈树人的三个女人里,陈圆圆年纪最大,明年就该二十岁了。董小宛比她小几个月,李香君再小一岁多,所以到明年,她们当中最年轻的,也年满十八了。
别的人家都是娶妻在前,正妻年老色衰之后,再找小的年轻的为妾,正妻便很有危机意识,
沈家恰恰相反,沈树人奔波劳碌到周岁二十三,才能正式娶妻,在此之前,身边的侍妾们已经侍奉了他四五年了。
为了不给将来的正妻添堵,也为了不给家族制造麻烦,这几年里,沈树人还刻意尽量错开时间,如果不是久别重逢急需安慰,他一般都挑相对安全的日子。