元末:我与朱元璋争天下! 第236节

  不知过了多久,估摸着将近四更,他才起身返回内院歇息。

  这一觉睡得极浅,心神始终牵挂着次日的隔膜实验,辗转反侧,不过两个时辰,天还未彻底破晓,他便骤然清醒。

  守在外间的侍卫听见动静,立刻入内伺候,低声禀报:“主公,木工坊连夜赶制的十个木盒已然全数送达,桐油彻底烘干,虽残留淡淡油味,但质地干燥坚固,完全可以投入使用。”说罢,双手递上一只成品木盒以供查验。

  明玉珍接过木盒,反复翻看摩挲。

  榫卯接缝贴合密实,严丝合缝无半点缝隙;中间竖槽光洁规整,松紧尺度恰到好处,隔板插入后稳固不晃、拆卸顺畅;盒身边角尽数打磨圆润光滑,无丝毫毛刺,绝不会刺破各类轻薄隔膜材料。整体工艺远超预期。

  “尽数送往实验区,每只木盒注入清水静置查验,确认无渗漏、无渗水问题后,即刻来报。”明玉珍吩咐完毕,再度躺卧榻上,却再无半分睡意。

  不多时,侍女入内伺候更衣、洗漱、整理仪容。明玉珍简单用罢晨间早膳,便径直移步实验区。

  抵达实验小院时,明强、明越、明取三个弟子早已就位等候。

  十只刷着深褐桐油的崭新木盒整齐列队,稳稳排布在操作台上,一旁规整摆放着清洗干净的铜锌电极、称量完毕的蓝矾粉末,各类实验物料一应俱全、井然有序。

  “义父。”三人齐齐躬身行礼。

  明强望着制式统一的木盒,满心好奇,开口问道:“义父,这些带槽木盒该如何使用?是用来改良电池弊病的吗?”

  明玉珍并未直接作答,从袖中取出一张提前备好的松滋纸,平铺案上。纸上工整罗列十种待测试的隔膜材料,条理清晰:

  薄木板、木板钻孔、棉布、麻布、绢、皮革、松滋纸、浏阳纸、锦缎、土布

  他拉过木凳端坐,目光扫过整齐排列的十只木盒,沉声道:“开始吧。”

  “今日实验核心只有一条。”明玉珍正色叮嘱,“测试十种材料的优劣,筛选出既能阻隔锌离子、铜离子双向扩散,又不阻断离子迁移、维持导电的最优隔膜。后续再针对最优方案打磨优化,直至达到实用标准。”

  “判定标准极为简单。”他指着操作台的电极,“左右分置锌板、铜板,观察金属析出速度与覆盖面积。昨日无隔膜的对照组,两个时辰便彻底失效,完全不堪使用。今日十种材料同步对照,谁能最长时间阻止金属析出、维持电路稳定,谁便是最优解。”

  说罢,他转头看向院外,朗声吩咐:“今日无需你们三人苦力劳作。我已唤来明遐、明震、明定、明楚、明霸、邓义一众兄弟前来帮工,你们只管统筹指挥、记录数据,无需拘谨客气。”

  话音未落,一众义子将领迈步入院,个个身姿挺拔、精神抖擞,齐齐拱手应声:“谨遵义父吩咐!弟弟们只管调度安排,我等全力配合!”

  众人各司其职、分工协作,有条不紊开启筹备工作。

  有人负责给电极打孔、串线编组,将十组锌片、铜片规整固定;明越专职负责配液,为十只木盒注入等量清水,又精准称量十份同等重量的蓝矾粉末,分装备用。

  明玉珍心中了然,目前库房储备有限,暂无足量硫酸锌可供调配,无法做到两极溶液精准配比,索性放弃锌侧配液,仅在铜侧添加硫酸铜溶液,重点观测不同材料的离子阻隔效果,足以完成首轮筛选。

  待所有电极固定完毕、十种隔膜材料一一嵌入盒中竖槽、十只木盒参数完全统一,众人听从指令,近乎同时将蓝矾投入铜侧溶液,十人同步接通铜线,十组电池瞬间全部就位,正式开始运作测试。

  “接下来便交由时间验证。”明玉珍笑着摆手,“这套实验至少两个时辰才能看出初步差距,干守着太过枯燥。来人,院中架炭烤肉、温上米酒,今日众人齐聚,难得清闲,借机小聚,联络兄弟情义。”

  亲卫立刻应声忙活,很快在小院空旷处架起炭火铁网,摆上新鲜肉品、温热米酒;桌椅板凳也被一股脑的办了进来,点心被摆了一桌子,另外还有必不可少的主公发明的纸牌。

第475章 隔膜实验下

  秋日暖阳和煦,洒满整座小院,炭火噼啪作响,肉香袅袅飘散,原本肃穆的实验小院,多了几分烟火暖意。

  众人围坐炭火旁,吃肉饮酒、闲谈说笑,气氛松弛融洽。

  有人看着台上十组整齐的实验装置,一时兴起提议:“既然十样材料各有不同,结果难料,不如我们赌上一赌,猜猜哪样材料能撑到最后、胜出夺冠!彩头不大,一贯铜钱,图个热闹!”

  众人纷纷附和,兴致盎然,各自凭着观感猜测结果,纷纷下注:有人赌锦缎细密耐用,有人赌皮革防渗性佳,有人赌麻布透气稳电,还有人看好浏阳纸柔韧轻便,人人各执一词,争论不休。

  唯独明强静坐一旁,细细观察十组隔膜的材质肌理、孔隙疏密,沉吟片刻,笃定开口:“依我看,只有木质材料能笑到最后。棉布、纸张、绸缎孔隙过大,泡液后极易松垮透水;皮革密闭过盛,大概率阻断离子、断绝电流。只有木板,孔隙最小、质地紧实,既能挡离子扩散,又可留存细微通路,定然最优!”

  众人闻言大多不以为然,纷纷摇头反驳,无人认同他的判断。最终全场数十人,唯有明强一人押注木板组合胜出,稳稳拿下这一贯铜钱的赌局彩头。

  全程值守都督府的张文炳、蘧子墨等人,听闻实验小院热闹非凡,却无一人前来打扰。众人始终牢记明玉珍此前叮嘱,非东线重大变故,绝不登门惊扰,各司其职稳守府中事务,让主公安心深耕实验。

  而昨日就到了的廖发祥,依旧困在驿馆等候召见,始终未能得见明玉珍一面。他四下活动,戴寿根本不愿搭理,而张文炳的玲珑心思以为明玉珍是故意晾他几天。

  席间酒肉闲谈之余,明定等人开始玩纸牌。

  明玉珍看着一众并肩效力的义子,随口询问明遐、邓义二人:“你二人随军历练多日,心性、能力皆已成熟,可愿外出赴任、独当一面,执掌地方政务?”

  二人连忙起身躬身,态度恭谨赤诚:“我等一切听从义父、主公安排,无论镇守何地、担任何职,绝不推辞!”

  明玉珍微微颔首,心中已有盘算。番禺远在南疆,局势复杂、亟待心腹坐镇,后续正好选派可信义子前往驻守,稳固南疆底盘。

  众人闲谈欢聚,不知不觉日头西斜,时至午后。

  三个时辰转瞬即逝,首轮差距彻底显现,松滋纸、浏阳纸、土布三组材料率先溃败,纸面泡发透液、布料孔隙漏离子严重,锌板、铜板快速析出对方的杂质,彻底失去阻隔效果。

  又过两个时辰,累计五个时辰测试下来,棉布、麻布、绢、锦缎、皮革尽数落败,或孔隙过大、防渗不足,或材质遇水变质、阻断导电,悉数淘汰。

  最终操作台之上,仅剩薄木板、钻孔薄木板两组材料坚挺如初,遥遥领先。

  众人见状哗然,纷纷看向明强,连连叹服——没想到全场唯独他眼光独到、预判精准,稳稳赢下赌局。

  明玉珍俯身细致观测两组木质隔膜的实验状态:钻孔木板组,锌板仅有少量铜析出,铜板几乎无锌附着,离子扩散速度大幅放缓;无孔整块木板效果更为极致,两极板面光洁干净,几乎无任何金属析出,阻隔效果远超其余所有材料。

  “暂且不急定论。”明玉珍抬手制止众人议论,“昼夜温差、长时间浸泡仍会影响结果,静置过夜,十二个时辰后再核验最终成效。”

  众人依言照做,为每组装置做好标记,妥善留存实验样本,随后散去休整。

  次日破晓,天光微亮,明玉珍便准时抵达实验区。

  明强、明越、明取早已守在操作台旁,连夜观测记录数据,不敢有半分懈怠。

  “义父,十二个时辰静置完毕,两组木质材料差距已然显现!”明越连忙上前禀报。

  明玉珍俯身逐一查验:经过十二个时辰长时间浸泡运作,钻孔薄木板组的电极析出物明显增多,锌板铜层增厚,虽未彻底失效,但损耗速度加快;而无孔薄木板组,两极板面依旧干净整洁,溶液清澈无浑浊,几乎无任何离子扩散痕迹,观感上已然完胜。

  众人见状,纷纷以为无孔木板便是最终最优解。

  明玉珍却目光深邃,缓缓摇头:“实验优劣,不止看阻隔效果,更要看通电实效。完全隔绝离子,便是彻底断路,毫无用处。”

  他当即下令:“将两组溶液尽数倒入废液缸统一回收,废液仅含硫酸锌、硫酸铜,可后续分离提纯、循环利用,切勿浪费。清洗电极、木盒,更换饱和食盐水,重新接通电路,观测产气情况。”

  弟子们立刻依令执行,快速完成装置重置、溶液更换、电路对接。

  瞬息之间,差距一目了然。

  无孔薄木板组的铜板表面死寂一片,无半点气泡生成,电路完全断开,彻底丧失导电能力;而钻孔薄木板组,铜板表面缓缓升起细密均匀的氢气气泡,虽产气密度略逊于无隔膜对照组,却能持续稳定反应、正常导电。

  “这下彻底清晰了。”明玉珍了然点头,“无孔木板阻隔绝佳,但彻底断导电,形同废材;带孔木板可精准平衡双向需求——细孔可大幅延缓金属离子扩散速度,同时允许带电离子穿梭,维持电路运行,这便是当前最适配的隔膜方案。”

  他快速测算损耗速度,心中笃定:以当前孔径、板材厚度,改良后的钻孔木质隔膜电池,可稳定运作一日以上,稍加优化孔径大小、孔数排布、板材密度,撑持两日以上完全可行。

  “这个方向完全可行。”明玉珍当即定调,转头吩咐三名弟子,“即刻整理全套实验数据,精准记录木板厚度、孔径大小、孔数布局、浸泡时效、损耗参数,火速传信科学岛,令唐清、墨芸牵头,集中全员力量攻坚优化。”

  他明确定下核心目标:优化木质隔膜结构,改良孔径配比,攻克电池时效短板,将电池稳定工作时长提升至两日以上,满足长距离通讯需求。

  “同步传令后勤府,大批量储备精铁线材,务必保质保量、足额囤积。铁线规格定3种,3、4、5毫米。还需要备好4米长的平字顶型的碗口粗杉木,以及若干陶瓷绝缘子和铁钉。”明玉珍目光坚定,沉声下令,“下月起,正式启动长距离电报实测,为打通湖广境内远程通讯链路做准备!”

  义子们齐声领命,斗志昂扬:“遵命!即刻整理文书、传送指令!”

  秋日晨光洒满实验操作台,照亮整齐的木盒与详实的实验笔录。

  外界军政僵局未破、廖发祥依旧滞留驿馆待召,可都督府实验小院的一次次试错、一次次突破,已然悄然撕开新时代的缺口,为日后的军政、通讯大局,埋下了至关重要的伏笔。

第476章 电极液分离

  至正二十年九月十二。

  天色刚蒙蒙亮,晨雾还萦绕在都督府实验小院的檐角,东偏院廊下的灯笼尚未熄灭,昏黄光晕穿透微凉的秋雾,轻轻铺在青石板地面上。

  晨间霜气浓重,空气里浸着洞庭湖畔的湿冷,呼吸之间尽是白蒙蒙的雾气。

  明越蹲在门槛边,低头系紧粗布鞋袜的系带,双手搓了搓冻得微凉的手背,张口哈出一团青白雾气。他向义父申请这实验小院住宿方便做实验,被明玉珍很痛快的同意了。

  他抬眼望向院角,那里静静立着一口厚实的耐热大陶缸,是前段时间一众人为电池实验积攒下来的电极废液,到位目前为止尚未倾倒过,如今满满当当盛着一缸缸静置沉淀的实验残液,成了小院里最不起眼的废物储备。

  “今天咱们做点什么?”

  屋内传来轻微的响动,明取扒着门框探出头来,睡眼还带着几分惺忪,看向院中伫立的废液大缸,满心好奇。

  “义父早前交代过,这几缸废液不许倒掉,要尽数回收利用。”明越站起身,大步走向院角的大陶缸,抬手掀开厚重的木质盖板。一股微凉的水汽混杂着淡淡的金属腥气扑面而来,缸中废液呈清亮的浅湖蓝色,静置许久的液体分层清晰,底部沉淀着一层细碎绵密的暗色粉末,是多日实验残留的杂质与海绵铜微粒,“这里面混杂着大量硫酸铜与硫酸锌,两种溶液交融在一起,肉眼根本无法分辨拆分。”

  “那就分。”

  沉稳的嗓音自院门口传来。

  明玉珍身着一身素净玄色常服,衣摆整洁利落,手中攥着一本边角翻卷、墨迹斑驳的旧实验手札,书页被反复翻阅打磨得微微起皱。

  他缓步踏入小院,目光落在那缸废液上,笃定开口,“先提纯析出纯的硫酸锌结晶,摸清它的形貌、性状与析出规律。摸清规律,再系统性处理这一整缸废液。”

  因为硫酸锌的晶体长什么样子,他明玉珍都一概不知。

  三名少年闻声对视一眼,眼底不约而同漾开几分不确定的忐忑,更多的却是探索新知的热切与期待。连日深耕电池实验,他们早已习惯了在一次次试错中摸索规律,如今面对混杂的废液提纯,既陌生又充满新鲜感。

  三人立刻各司其职、默契配合。

  明取快步赶往灶间,搬来轻便的便携炭炉,仔细摆放稳妥;明强回屋取出成套的实验器具,规整的陶盆、通透的玻璃烧杯、刻度精准的竹制量勺一一摆上操作台。

  明越则手持长柄竹勺,从一瓶干净的稀硫酸瓶里去了50毫升稀硫酸进入透明玻璃烧杯,再用竹镊子夹了一小块进行成了称量,记录数据后放入烧杯里。

  众人静等锌块不再冒出气体,然后用镊子取出剩余锌块,用蒸馏水简单冲洗后,再用竹纸粘干水分后称量,从而计算出消耗掉的锌块的摩尔数。

  同时把烧杯里的硫酸锌溶液转入干净的黄金坩埚,然后再煤炭炉子上进行大火收汁,很快就蒸干水分得到一种无色透明的棱柱状晶体簇。

  “快点记录它的形貌,颜色。”明玉珍凑近观看后说道,“你称一下,算算这个有没有结晶水,有几个结晶水。”

  明取拿走称量,明越很快就算出来有七个结晶水:“这是七水硫酸锌。”

  “好样的。这个脱去结晶水的实验,你后续再做。我们现在手里有了纯净的蓝矾,这个姑且称为皓矾吧,谁让它白白的呢。”

  明越赶紧记录这个俗名。

  “接下来先做小样实验。”明玉珍立于台边,轻声叮嘱,“取少量废液加热浓缩,循序渐进,先看小样析出何物、有何变化,后续你们再批量处理。”

  明取引明越则手持长柄竹勺,从大陶缸中小心舀出部分中层清液,盛入大号陶盆中,稳稳放置在操作台上。

  碳炉里新加了煤炭,橘红色的火苗稳稳舔舐住玻璃烧杯底部,温度缓缓攀升。

  明取又从陶盆里取了500毫升的废液加入铁胎黄金内衬蒸发锅内。

  这种蒸发锅制备简单,只需要一块薄薄的金板照着圆底铁锅的内部形状打制即可,只要尽量贴铁锅内部即可,好处就是可以用少量黄金制备可以容量大量溶液的耐腐蚀蒸发器皿。

  铁胎黄金坩埚内的浅蓝色废液逐渐升温,细密的气泡从杯底缓缓升腾,密密麻麻浮于液面,温润的水汽袅袅升起,在微凉的晨风中缓缓散开。

  三名少年围立操作台边,屏息凝神,目光一瞬不瞬锁定烧杯中的液体变化,不敢错过分毫细节。

  “水量在减少,液面慢慢下降了。”明强微微俯身,视线与液面平齐,仔细观察着液体的刻度变化,低声开口汇报。

  “颜色也变了。”明越紧盯杯中色泽,及时补充,“原本是清淡的浅蓝,浓缩之后,渐渐泛出淡淡的青绿色,色调越来越深。”

  时光缓缓流逝,一刻钟转瞬而过。烧杯内壁与杯底,悄然析出无数极细小的白色针状晶体,细密绵密,如同深秋结出的薄霜,牢牢贴附在黄金内衬的壁上,错落排布。

  “出来晶体了!”明取压着心底的惊喜,刻意放轻了语调,生怕气息扰动杯中正在析出的结晶。

  明越取来干净的竹镊子,小心翼翼夹取一小撮白色结晶,平铺在洁白的瓷碟中央,移步至窗前,借着穿透窗棂的天光细细端详。细碎的晶体通体无色透明,呈细长针状,棱角分明,在光线折射下泛着细碎莹亮的光泽,干净通透,毫无杂质。

  “这是带结晶水的硫酸锌。”明玉珍走近,垂眸扫过碟中晶体,语气笃定,“仔细记住它的形态、色泽与性状,往后辨识提纯,全靠今日的印象。”

  “我记住了。”明越郑重点头,目光依旧停留在碟中的晶体上,牢牢刻印下形貌特征,“无色透明,细长针状,光泽莹润。”

  “好。”明玉珍微微颔首,“将这只铁胎金锅取下静置放凉,仔细观察现象。同时,更换一个新的铁胎金锅也加500毫升废液重复这个操作,只是待会出了硫酸锌晶体液不必取下来,延长加热时长,看后续会析出何种晶体。”

  明取依言拿了一个口新的铁胎金锅,随即更换新的废液入国内,重新架上炭炉加热。

  这一次,他刻意延长了加热时间,任由水分持续蒸发。随着溶剂不断减少,杯中液体颜色愈发浓郁,彻底从浅蓝转为厚重的青绿色,浓稠度肉眼可见地提升。

  片刻之后,杯底悄然浮现一层轻薄透亮的蓝色晶膜,顺着光滑的杯壁,缓缓向上蔓延攀升,细腻均匀。

  “是蓝色的晶体!”明强眼神一亮,第一时间捕捉到变化,“和刚才的白色晶体完全不一样,肯定不是硫酸锌!”

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