La ciencia del vidrio es una de las secciones más importantes del legado de ciencias naturales de Mikhail Vasilyevich Lomonosov .
La ciencia del vidrio como campo de investigación física y química nació en la intersección de la química y la física , es decir, dentro de los límites de una nueva ciencia: la química física. Con ajustes para los cambios generales en las ciencias naturales, se puede decir que las características metodológicas , los métodos como tales y el papel en la teoría del conocimiento de la química física como ciencia fueron establecidos por MV Lomonosov. El enfoque que caracteriza la actividad de un científico en el estudio de los silicatos y, en particular, de los vidrios ., no es muy diferente de lo que ha ocurrido a lo largo de los más de cien años que siguieron, tanto en la teoría como en la práctica, en el campo del desarrollo tecnológico. M. V. Lomonosov realizó una gran cantidad de investigaciones sobre el vidrio, sentó las bases para la producción de vidrio coloreado, desarrolló una técnica para cocinar esmaltes, que se utilizaron en la creación de mosaicos revividos por él . [una]
En su Laboratorio Químico, M. V. Lomonosov en 1752-1753, por primera vez en la historia de la ciencia, dio un curso de química física a estudiantes de una universidad académica. Y pudo obtener el permiso para construir este laboratorio solo después de tres años de esfuerzo: fue el primer laboratorio de investigación y educación en Rusia.
... sin un laboratorio, se ve obligado a contentarse con una sola lectura de libros de química y teoría, y abandonar casi por completo la práctica y para destetarla con el tiempo.
— MV Lomonosov [2]En octubre de 1748, cuando finalmente se construyó y recibió equipos hechos de acuerdo con los dibujos y proyectos del propio científico, comenzó a realizar investigaciones experimentales sobre la química y la tecnología de los silicatos, sobre la justificación de la teoría de las soluciones, en el tostado de metales, y también - muestras de mineral realizadas.
Aquí realizó más de 4 mil experimentos, desarrollando la tecnología de vidrio coloreado - transparente y opaco ("sordo" - smalt ) [3] . Aplicó esta técnica en la fusión industrial de vidrio coloreado y en la creación de productos a partir de él. [una]
El punto más débil en la producción de vidrio de esa época era la extrema escasez de la paleta del material de origen y, como resultado, el color de los productos producidos: la mayor parte de lo que producía la fábrica de vidrio de San Petersburgo era incoloro y solo una pequeña parte estaba pintada de azul y verde. En Europa, por ejemplo, el famoso ingeniero y alquimista del vidrio alemán Johann Kunkel , en el siglo XVII, dominó perfectamente el método que revivió para producir vidrio rojo: el "rubí dorado" (los romanos incluso conocían esta tecnología, lo que implica la inclusión de oro en la composición de la carga - de ahí el nombre, pero se perdió). Mientras tanto, Kunkel se llevó a la tumba el secreto de esta belleza, dejando una nota con el siguiente contenido: “Ya que este secreto me costó mucho trabajo, esfuerzo y cuidado, pues que nadie lo considere malo que ahora no lo haga. propiedad de todos”. Y uno de los primeros que redescubrió su secreto, volviendo a desarrollar la tecnología del "rubí dorado", fue M. V. Lomonosov. [una]
N. N. Kachalov expresa una posible razón del interés especial del científico por el vidrio , y señala que la mayoría de los investigadores se inclinan a creer que las pinturas de mosaicos italianos vistas por M. V. Lomonosov en 1746, despertaron en él el deseo de reproducirlos a toda costa. Otra opinión sobre la naturaleza de este interés indica que los mosaicos que vio en Kyiv en 1734 lo impulsaron a resolver el problema de hacer vidrio coloreado, pero N. N. Kachalov recuerda que este viaje en sí es un hecho poco confiable. Al mismo tiempo, en su opinión, no se puede ignorar la estrecha relación del científico con vidrios y otros fundidos de silicato en el proceso de estudio de la tecnología de minería y metalurgia, donde las escorias ocupan un lugar muy importante; después de todo, fue en esta área que se especializó durante sus estudios. [una]
Pero sucesivamente, su atracción por la vidriería industrial se desarrolló de la siguiente manera. En 1751, la Fábrica de Vidrio se dirigió a la Academia de Ciencias a través de la Oficina de Edificios con una solicitud para transferir el resultado del trabajo científico sobre vidrio coloreado por el famoso "asesor y profesor adquirido en la Academia de Ciencias, el Sr. Lomonosov". Esta orden fue dada por la Academia a M. V. Lomonosov, y él acepta "abrir este arte a una persona honesta y sobria juramentada que, además, podría comprender los procesos químicos que necesita saber en este caso". [cuatro]
Durante la época de M. V. Lomonosov, en todo el mundo, el arte de la producción de vidrio, basado únicamente en datos empíricos, estaba en manos de practicantes sin educación científica, los llamados "arcanistas", es decir, "expertos en secretos". Formalmente, los rudimentos de los principios alquímicos todavía dominaban la práctica, que se desarrolló bajo los auspicios de los conceptos metafísicos de Wolf de fluidos espirituales y otros "monstruos", según MV Lomonosov. Y su declaración sobre la necesidad de conocimientos de química para derretir vidrio sonaba a herejía, pero ya no estaba solo en su opinión: el creador de porcelana doméstica D. I. Vinogradov , un compañero de clase de M. V. Lomonosov que ya conocemos, escribe: ) tiene química para la fundación y para su principal líder”. Considerando absurdas las demandas de M.V. Lomonosov para la formación científica de un estudiante, los funcionarios, sin embargo, no se atreven a contradecir al obstinado profesor y enviar a su disposición a una persona alfabetizada en la persona del "estudiante de arquitectura" Pyotr Druzhinin (en este actitud hacia los científicos, el hecho de que "Pedro, con su mano derecha pesada, logró introducir un" respeto "a la ciencia" - la burocracia ya tiene miedo de objetar abiertamente su opinión autorizada - y no es coincidencia que A. S. Pushkin llama M. V. Lomonosov "el gran asociado del Gran Pedro"). [1] [5]
El científico era muy buen sistematizador, lo que, por supuesto, se reflejaba en la conducción consecuente de ciertas investigaciones, cuando era necesario subordinar muchos patrones a un estricto sistema para que sirvieran al correcto desarrollo de la búsqueda, sin volver a los experimentos ya pasados, - comprender las dependencias existentes. [6] [7] .
En los cuatro años de investigación científica fundamental en la química del vidrio, realizada por M. V. Lomonosov, y que requirió los cuatro mil experimentos mencionados anteriormente, se pueden observar tres etapas principales:
En el período Dolomonosov, no se usaban más de una docena y media de componentes de carga en la fusión del vidrio : Materiales formadores de vidrio (composición de la carga): arena, álcali (ceniza vegetal), salitre, cal, plomo rojo, bórax; Tintes: "magnesia de Piamonte" (con la inclusión de manganeso), cascarilla de cobre, cascarilla de hierro (azafrán, mineral de hierro), azufre (sulfuros), carbón, "safra" (mineral de cobalto), oro de cloro; Silenciadores: óxido de estaño, harina de huesos.
El primero y principal, en una etapa inicial, fue la necesidad de ampliar este conjunto de reactivos en la medida en que el estado actual de la industria química y minera lo permitiera. El científico de todas las formas disponibles, a veces superando grandes dificultades, adquirió varias sustancias artificiales y minerales, preparándolas para los próximos experimentos: procesándolas y limpiándolas de impurezas. Al comienzo del trabajo, tenía a su disposición alrededor de 60 materiales diferentes.En este caso, las cualidades mencionadas del científico como sistematizador fueron especialmente claras: el trabajo se llevó a cabo a un nivel metodológico extremadamente alto: para cada uno de los factores anteriores, se llevó a cabo una gran serie independiente de experimentos, cuando su participación cuantitativa cambiado sistemáticamente en un rango muy amplio.
Al mismo tiempo, también se dedica a la teoría del color, que está en clara conexión con el presente y sus otros estudios. Se interesó por la naturaleza de la luz y los colores desde el comienzo mismo de su actividad científica. Al comprender la teoría newtoniana de la salida de la luz, él, comparando en 1741-1743 los argumentos a favor y en contra, llega a conclusiones que se reducen al hecho de que "La luz [se propaga] por [movimiento] oscilatorio"; Luego, en el curso de sus reflexiones sobre la naturaleza de los colores, concibió una serie de experimentos con vidrios coloreados. Y de acuerdo con sus estudios teóricos, M. V. Lomonosov tuvo la oportunidad de realizar estos experimentos en 1748 en su Laboratorio químico, cuando obtuvo tales vidrios, cuyas formulaciones se usaron más tarde para crear sus mosaicos. Fruto de este complejo de investigaciones científicas fue también la creación de su propia teoría de la luz y el color, basada en la idea de la propagación de la luz a través de la oscilación de las partículas de éter que llenan el espacio del mundo (ya en el siglo XIX, el académico B. B. Golitsyn la llamaría la “teoría de las ondas”) [8] .
MV Lomonosov obtuvo una gran cantidad de vidrios de varios colores con un conjunto muy limitado de elementos utilizados como inclusiones que afectan el color (cromo, uranio, selenio, cadmio, que ahora se usan para este propósito, simplemente aún no se había descubierto en ese momento ) - variando muy hábilmente los métodos de tratamiento químico en condiciones reductoras y oxidantes mientras cambia la composición del vidrio debido a la introducción de plomo, estaño, antimonio y algunas otras sustancias.
Los tonos rojos más ricos se obtienen como resultado de la adición de cobre a los esmaltes, llamados "scarsets" y "barnices" por los maestros de mosaico. Su cocina requiere mucha habilidad, que aún no siempre es exitosa. Los científicos también utilizaron el cobre para obtener tonos verdes y turquesas. Hasta el día de hoy, los conocedores del arte del mosaico aprecian mucho las cualidades policromadas de los esmaltes de Lomonosov, y muchos creen que estos maravillosos tonos rojos y verdes son extremadamente raros y pocas personas lograron obtenerlos.
Y aquí están las palabras de L. Euler, que confirman el reconocimiento del papel de M. V. Lomonosov en la fundación de la ciencia del vidrio, y no solo en su propio país [5] :
Como siempre me maravillo de tu ingenio alegre, con el que sobresales en diversas ciencias y explicas los fenómenos naturales con particular acierto, me fue tan grata la noticia... Es digno de ti que puedas dar flores de cristal posibles. Los químicos locales consideran que este invento es una gran cosa.
En 1753-1754, no lejos de Oranienbaum , en el pueblo de Ust Ruditsy , distrito de Kopro , M. V. Lomonosov recibió una asignación de tierra para la construcción de una fábrica de vidrio, y en 1756 se le otorgó la tierra para uso perpetuo. Durante la construcción de esta fábrica, el científico muestra sus habilidades de ingeniería y diseño, comenzando con la elección del sitio de construcción, cálculos de materiales de construcción y enfoque en arenas Yamburg de primera clase y una cantidad suficiente de madera para hornos de fundición de vidrio y quema para ceniza; – diseño de los talleres de la planta, desarrollo detallado del proceso tecnológico, diseño de hornos de laboratorio e industriales, máquinas y herramientas originales; - y finalizando con el diseño de los materiales gráficos, que también son realizados por él personalmente o bajo su supervisión directa. La fábrica de Ust-Ruditskaya era una empresa industrial de vidrio única y completamente nueva, y dado que estaba dirigida por el creador de la ciencia del vidrio, el lugar principal se le dio al laboratorio, además, que estaba en proceso de experimentación y estaba en mejora constante. Inicialmente, la fábrica producía solo cuentas , cuentas, cuentas de vidrio y composiciones de mosaico (smalts). Un año después aparecen diversos “productos de mercería”: piedras facetadas, colgantes, broches y gemelos . Desde 1757, la fábrica comenzó a producir juegos de mesa, tocador y escritorio, todos hechos de vidrio multicolor, en su mayoría turquesa. Poco a poco, después de varios años, se lanzó la producción de artículos de gran tamaño: figuras infladas, macizos de flores, decoraciones de jardín, tableros de mesa fundidos. [una]
Esta página de la actividad de M. V. Lomonosov es un ejemplo vívido de la combinación orgánica de toda la diversidad de sus habilidades: como un científico teórico entusiasta que domina los experimentos, un practicante que implementa con mucho éxito lo que se encontró en el curso de los cálculos y experimentos, un hábil organizador de la producción, un artista aficionado inspirado, dotado de un gusto natural, capaz de aplicar adecuadamente sus conocimientos en esta área. Pero este no es el final de la naturaleza creativa multifacética: M. V. Lomonosov, en busca de apoyo y subsidios para el desarrollo de la investigación sobre vidrio, escribió una obra poética sin precedentes, la única de su tipo; Me refiero al volumen de versificación dedicado a un tema, en este caso, la sustancia y el material - el vidrio - este tipo de "publicidad" ascendió a casi 3 mil palabras (unos 15 mil caracteres) fue su "Carta sobre los beneficios del Vidrio para el Excelentísimo Sr. Teniente General, real Su Majestad Imperial Kammerger, curador de la Universidad de Moscú y las Órdenes del Águila Blanca , San Alejandro y Santa Ana Cavalier Ivan Ivanovich Shuvalov , escrito en 1752 " [1] :
Piensan mal acerca de las cosas, Shuvalov,
Quienes reverencian el Vidrio debajo de los Minerales,
Con un rayo seductor brillando en los ojos:
No menos utilidad en ello, no menos belleza en ello.
<...>
Así en cuentas Vidrio, como perlas, Amado
camina alrededor de todo el círculo terrenal.
Pintan a la gente en las estepas de medianoche,
pintan el Arap en las costas del sur.
Los tontos viven en América, bebemos té,
Ese metal precioso del río de plata Nos da
voluntariamente a los comerciantes europeos
Y las cuentas son innumerables,
Pero esos, creo, son más inteligentes que nosotros,
Que alejan la causa de los ojos de sus problemas
<...>
Entonces los Hugenios, Keplerianos y Newtons, Conociendo las leyes de los
rayos refractados en el Vidrio,
El mundo entero estaba verdaderamente convencido del Razonable,
Copérnico, que enseñaba, de eso no hay duda.
<...>
En los telescopios que Glass nos muestra,
Koliko le dio al Creador espacio a los cielos.
Sólo brillan en ellos muchos soles, fulgurantes,
cuántas estrellas inmóviles nos revela claramente la noche.
<...>
Lejos hasta el final Una copa digna de elogio,
Por la que difícilmente pude conseguir un año entero.
Luego dejo las palabras loables
y lo que escribí sobre él, empiezo con los hechos.
<...>
Resumiendo esta última sección del trabajo de M. V. Lomonosov, que completa su servicio a la ciencia y el arte, los mosaicos, N. N. Kachalov señala sus principales resultados con estas palabras:
Se ha desarrollado e introducido en la práctica de laboratorio un método verdaderamente científico de investigación experimental, sujeto a una estricta constancia de las condiciones experimentales, con una consideración precisa de los fenómenos observados, con el almacenamiento sistemático de muestras y con el mantenimiento de un diario de laboratorio.
Se llevó a cabo el primer estudio capital estrictamente científico del efecto de varios tintes minerales sobre el vidrio y se sentaron las bases de una metodología para estudiar el efecto de la composición del vidrio sobre sus propiedades.
Con un número extremadamente limitado de tintes minerales conocidos en ese momento, la formulación de numerosos vidrios de colores se desarrolló utilizando los métodos más avanzados de experimentación química en laboratorio.
Se ha desarrollado la más rica paleta de mosaicos.
Se llevó a cabo la introducción de una técnica para fundir y producir vidrio coloreado, como resultado de lo cual las fábricas de vidrio domésticas comenzaron a producir productos artísticos de varios colores.
Se construyó una fábrica de vidrio, avanzada en términos de equipos y métodos de trabajo, diseñada para la producción de diversos productos artísticos a partir de vidrio coloreado según la tecnología desarrollada por Lomonosov.
- Kachalov, 1959 , pág. 301| Mijail Vasilievich Lomonosov | ||
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