Много сил и времени гениальный ученый уделял решению насущных задач прикладной химии. В России М.В. Ломоносова по праву считают создателем многих химических производств: красящих пигментов неорганического происхождения, глазурей, стекла и фарфора (завод по производству фарфоровых изделий в С.-Петербурге носит его имя). Им была разработана уникальная рецептура и технология изготовления окрашенных стекол и смальт, которые были предназначены для создания мозаичных картин.
Стекольное производство в России того времени имело в своем распоряжении весьма скудный ассортимент реактивов, что сказывалось на окраске производимых изделий. Санкт-Петербургский завод выпускал в основном бесцветное или окрашенное в синий и зеленый цвета стекло. Немецкий алхимик Иоганн Кункель еще в XVII веке обладал секретом производства красного стекла — «золотого рубина» (см. т. 1, глава 7, п. 7.2). Но немецкий стеклодел унес в могилу свою тайну. М.В. Ломоносов был одним из первых, кто разгадал эту рецептуру. Ученый работал со стеклами и другими силикатными расплавами еще в процессе изучения им технологии горнорудного и металлического дела в Германии. В 1751 г. Санкт-Петербургский Стеклянный завод через Академию наук заказал М.В. Ломоносову исследования по разработке цветных стекол.
М.В. Ломоносов и его товарищ по обучению в Славяно-греко-латинской академии, а затем и в Германии Дмитрий Виноградов, создатель русского фарфора, первыми заявили о необходимости знания химии для создания стекол. М.В. Ломоносов сумел доказать необходимость специальной подготовки лаборантов и производственного персонала для работ в этой области.
Важной стороной научной методологии М.В. Ломоносова всегда являлись качества отличного систематизатора, что сказывалось на теоретической упорядоченности исследований и строго последовательном, контролируемом экспериментальном цикле. Все эти достоинства российского ученого проявились и в прикладных исследованиях по усовершенствованию технологии производства стекла. Результатами четырехлетних фундаментальных научных исследований по химии стекла, проводившихся М.В. Ломоносовым, явились три крупных достижения:
а) расширение ассортимента исходных материалов;
б) получение сравнительно чистых минеральных красителей;
в) изучение действия красителей на стекло.
Работы проводились на чрезвычайно высоком методическом уровне. Впервые строго соблюдалось единообразие условий опытов, контролировалась дозировка компонентов, производилось точное навешивание компонентов. Была налажена аккуратная система хранения тысяч эталонных образцов. Собственноручно М.В. Ломоносов регулярно и неукоснительно делал подробные записи в лабораторном журнале. В итоге такого научного подхода к прикладной проблеме был очень четко сформулирован вопрос о влиянии состава стекла на его свойства. Сейчас целесообразность такой постановки исследования очевидна, но в то время это было новаторством. Особенно интересовала ученого теоретическая часть исследований. Он пишет: «…прилагаю я возможное старание, чтобы делать стекла разных цветов, которые бы помянутым художествам годны были и в том имею нарочитые прогрессы. При всех сих практических опытах записываю и те обстоятельства, которые надлежат до химических теорий».
При весьма ограниченном наборе элементов, использовавшихся в качестве включений, влиявших на цветность (ныне применяющиеся с этой целью хром, уран, селен, кадмий попросту еще не были открыты в то время), М.В. Ломоносов смог синтезировать множество разнообразно окрашенных стекол. Богатейшие оттенки красного тона удалось получить в результате добавки соединений меди, которые мастера мозаики использовали для приготовления смальт и называли «скарцетами» и «лаками». Очень большого умения требовала их варка, которая до сих пор не всегда бывала успешной. Соединения меди ученый использовал также для получения зеленых и бирюзовых оттенков. И поныне знатоки мозаичного искусства очень высоко ценят полихромные качества ломоносовских смальт. При этом многие считают, что крайне редко и мало кому удавалось получить такие замечательные красные и зеленые оттенки (см. цветные иллюстрации к данной главе).
В 1753–1754 гг. недалеко от Ораниенбаума в деревне Усть-Рудицы М.В. Ломоносов получил от императрицы Елизаветы I земельный надел для строительства стекольной фабрики, который в 1756 г. был передан ему в вечное пользование.
При постройке этой фабрики ученый проявил свои инженерные и конструкторские способности, ориентируясь, прежде всего, на ямбургские пески и достаточное количество леса для пережигания с целью получения поташа. Усть-Рудицкая фабрика представляла собой своеобразное и в полной мере новое стекольное промышленное предприятие. Поскольку руководил ею создатель науки о стекле, ведущее место отведено было лаборатории, причем находившейся в процессе эксперимента и в постоянном совершенствовании.
Этот этап деятельности М.В. Ломоносова — яркий пример органичного сочетания всего разнообразия его способностей. Увлеченный ученый-теоретик, в совершенстве владеющий экспериментом; практик, очень удачно реализующий знания, найденные в ходе расчетов и опытов; умелый организатор производства; вдохновенный художник-дилетант, наделенный природным вкусом — все это проявилось во время работы М.В. Ломоносове со стеклом и мозаиками.
В 1757 г. семья Ломоносовых переселилась на набережную Мойки, где были построены еще несколько помещений: мастерская, где собирали мозаики, и квартиры для мастеров-мозаичников. Самым знаменитым художественным произведением русского ученого данного периода является мозаичная картина, посвященная Полтавскому сражению 1709 г. (см. цветные иллюстрации к данной главе).
