Создание производства цветного стекла в России Ломоносовым
Стекло известно человечеству с давних времён. Различные украшения, предметы роскоши из стекла делали тысячелетия назад. Материалом для них служили непрозрачные, а часто и окрашенные стёкла. Обычно, стёкла получались грязно-зелёного цвета из-за примесей различных металлов, которые находятся в песке, мраморе и других материалах, используемых при варке стекла. Изготовить прозрачное стекло было существенно сложнее, чем цветное.Для этого были необходимы чистые материалы. Если при варке стекла добавляли какие-либо металлы, то оно приобретало соответствующую окраску. Рецепты варки цветного стекла держался в секрете и передавался по наследству.
Технология изготовления цветного стекла была известна и в Древне Руси. Она была получена из Византии и использовалась, как правило, при украшении церквей. Но в XIII-XIV веках технология была утеряна, что многие современные историки связывают с завоеванием Руси татаро-монголами.
Честь восстановления технологии производства цветного стекла и создания промышленного стекольного производства в России принадлежит великому русскому учёному Михаилу Васильевичу Ломоносову.
Михайло (Михаил) Васильевич Ломоносов родился 8 (19 - по новому стилю) ноября 1711 г. на Курострове - одном из больших островов Северной Двины, против города Холмогор, в 75 км от Архангельска.
Им было проведено множество опытов по созданию различных сортов цветного стекла. С одной стороны, его работа по изготовлению цветных и непрозрачных стёкол была связана с теоретическими исследованиями по оптике и физиологии зрения. С другой стороны, Ломоносов стремился заложить основы нового (или, вернее, забытого со времен древней Руси) производства смальты (цветной стеклянной массы) для мозаики. Первую мозаичную картину Ломоносов изготовил в 1752 г.
Об этой двойной цели своих экспериментов Ломоносов писал Л. Эйлеру в 1754 г.: «В течение трех лет я был весь погружен в физико-химические испытания, касающиеся учения о цветах. И труд мой оказался не бесплодным, так как почти три тысячи опытов, сделанных для воспроизведения разных цветов в стеклах, дали не только огромный материал для истинной теории цветов, но и привели к тому, что я принялся за изготовление мозаик».
Одной из трудных проблем, с которыми столкнулся Ломоносов в процессе своих опытов, была проблема красителей. Необходимо было изготовлять красители разных цветов и оттенков.
До опытов Ломоносова по технологии производства стекла за границей и в России существовало очень немного красителей для стекла. Ломоносов расширил палитру красителей, применив при этом строго научный метод. Таким образом он сумел получить большую гамму цветов и оттенков окрашенных стёкол.
Для выплавки цветного стекла необходимо было иметь специальные печи и огнеупорные тигли. Эту задачу Ломоносов также успешно разрешил и стал изготовлять плавильные тигли (до этого они обычно ввозились из Германии). При варке стекла необходимо учитывать температуру в стекловаренной печи. Ломоносов разработал для этой цели конструкцию пирометра (прибор для измерения высоких температур). Кроме цветного стекла, Ломоносов изготовлял оптические стёкла для линз телескопов и других приборов.
В 1752 г. Ломоносов возбудил ходатайство о предоставлении ему участка земли и необходимой рабочей силы для организации стекольной «фабрики». Там должны были изготовляться различные сорта цветного стекла для мозаики, а также для выделки стекляруса, бисера «и всяких других галантерейных вещей и уборов», до тех пор ввозившихся из-за границы. В 1753 г. Ломоносову был «пожалован» участок земли у деревни Усть-Рудицы в 25 км от Ораниенбаума, на быстрой речке Рудице, Ломоносов сразу же приступил к постройке Усть-Рудицкой фабрики. Место было выбрано удачно. Здесь имелось всё необходимое для работы будущей фабрики - вода, лес и кварцевый песок, пригодный для варки стекла.
Бисерное пано с видом на Усть-Рудницкую фабрику
Стекольные заводы в XVIII в. были довольно примитивны по своему устройству. Они представляли собой деревянные амбары, где находились печи для варки стекла и иное оборудование. Последнее было настолько несложным, что завод легко было перенести на новое место, если ощущался недостаток топлива или сырья (песка, извести и т.д.).
Ломоносовская фабрика в Усть-Рудице имела мало сходства с такими предприятиями, разве только напоминала их своими размерами и планировкой. Во всём остальном она являлась оригинальным творением Ломоносова, разработавшим как новые технологические процессы, так и оборудование.
Начиная строительство здания фабрики и жилых помещений, Ломоносов организовал изготовление кирпича, затем построил три вододействующие установки:
1) «мельницу» для распиловки дерева на доски;
2) фабричную установку, включающую механизмы, «которыми молоть, толочь и мешать материалы, в стекло потребные, и шлифовать мозаику»;
3) мукомольную мельницу для снабжения фабричных людей мукой.
Для водохранилища Усть-Рудицкой фабрики была сооружена плотина длиной 65 м, высотой более 3 м, шириной более 4 м, со шлюзами и «воротами». Хотя применение водяных двигателей в заводском производстве ХVIII в. было обычным явлением, но как раз в стекольном производстве они применялись редко.
Печи на фабрике строились по чертежам Ломоносова. Им же были сконструированы и изготовлены станки и инструменты, необходимые для производственного процесса.
Об этом мы узнаем, например, из донесения учёного в канцелярию Академии наук от 22 мая 1753 г.:
«…Потребны некоторые инструменты, мною вновь изобретённые для ускорения работ, а особливо станок для формовки стеклянных четырехгранных брусков к мозаике и другие машины, которых нигде купить нельзя, затем, что их нигде нет, а инструментальные художники (мастера) при Академии наук оные инструменты по моему указанию могут способно делать».
Из всех видов усть-рудицкой продукции труднее всего было наладить изготовление бисера. Сделанная по указанию Ломоносова машина для производства бисера вначале его не удовлетворяла, и только после того, как эта машина была усовершенствована, учёный с радостью сообщил: «Ныне сыскал я надёжный способ делать бисер, пронизки (стеклянные бусы) и стеклярус скорым способом, так что могу удовольствовать будущего, 1761 года, оным здешнюю коммерцию».
На Усть-Рудицкой фабрике применялось такое количество разнообразных инструментов, что, по словам Ломоносова, «для их множества и мелкости» требовался особый пространный реестр, составление которого пришлось поручить бухгалтеру.
В рапорте от октября 1755 г. в Контору мануфактур-коллегии Ломоносов сообщал, что на его фабрике работали управитель Иван Цильх (брат жены Ломоносова), Матвей Васильев и Ефим Мельников, принятые из «живописных учеников» Академии наук, изготовлявшие мозаику и обучающие этому искусству других; выдувальщики Тимофей Григорьев и Ефим Мельников, делающие трубочки для бисера и стекляруса; гончар Петр Андреев; заготовитель материалов Андрей Яковлев; бисерник Михаиле Филиппов; пронизочник Андрей Никитин; Кирилл Матвеев, изготовлявший четырехугольные куски массы для мозаики; Григорий Ефимов - гранильщик, отделывавший мозаичные композиции; рисовальщик Игнат Петров, делавший цветы из финифти (эмали); Михайло Филиппов 2-й, мастер кузнечного и слесарного дела; Дмитрий Иванов, мастер плотничного и столярного дела, надзиравший также за работой шлифовальной «мельницы» и лесопилки.
Получив возможность проверять на своей фабрике результаты предыдущих лабораторных опытов, Ломоносов продолжал совершенствовать технологию производства цветного стекла и особенно смальты для мозаики.
Усть-Рудицкая фабрика изготовляла цветное стекло различного назначения. Сам Ломоносов называл её «фабрикой делания разноцветных стекол и из них бисера, пронизок и стеклярусу и всяких галантерейных вещей и уборов». Здесь производилась столовая и парфюмерная посуда, всякие скульптурные изображения для украшения дворцов и садов, литые стеклянные столы, плиты, стекло для мозаичных работ, стеклярус, бисер, бусы, галантерейные изделия: запонки, пуговицы, камни к серьгам и т. д. Все эти изделия были очень высокого качества.
Образцы цветного стекла, изготовленных на Усть-Рудницкой фабрики во времена М.В. Ломоносова
Особенно широко развернулась выработка разноцветных мозаичных составов с 1761 г. Составы вырабатывались Ломоносовым не обычными в то время ремесленными приёмами, а с учётом химических особенностей отдельных веществ, применявшихся для создания того или иного вида мозаики. Вот почему последующие специалисты по мозаике, работавшие в конце XVIII и в XIX в., не могли создать стёкол, подобных ломоносовским.
Об этой важнейшей задаче своей фабрики Ломоносов писал незадолго до смерти:
Я зрю здесь в радости довольствий общий вид,
Где Рудица, вьючись сквозь каменья, журчит;
Где действует вода, где действует и пламень,
Чтобы составить мне или превысить камень
Для сохранения геройских славных дел,
Что долг к Отечеству изобразить велел.
Ломоносов стремился в первую очередь создать картины «геройских славных дел» эпохи Петра I. По проекту Ломоносова намечалось построить большой монумент Петру I в Петропавловском соборе, украшенный изображениями важнейших событий первой четверти XVIII в. Ломоносов считал мозаику наилучшим изобразительным средством для того, чтобы увековечить эти исторические события для потомства.
Он предполагал создать мозаичные картины создания регулярной армии и флота при Петре, взятия Азова, основания Петербурга, Полтавской битвы, победы при Гангуте, наконец погребения Петра I.
В 1756 г. на правом берегу Мойки, в адмиралтейской части Петербурга, Ломоносовым была построена специальная мозаичная мастерская.
Сюда Ломоносов перевёл часть мастеров из Усть-Рудицы, а также других своих учеников в области «великого мозаичного дела», как сам он выражался. Среди мастеров-«мозаичистов» выделялись уже упомянутые выше Матвей Васильев, Ефим Мельников, а также Яков Шалауров и Филипп Нестеров, происходившие «из солдатских детей». Мозаичному искусству были обучены Ломоносовым и некоторые знакомые нам мастеровые Усть-Рудицкой фабрики, например Игнат Петров и Андрей Никитин. Большую помощь в мозаичном деле оказывал Ломоносову и Иван Цильх.
На протяжении ряда лет из мозаичной мастерской Ломоносова выходили замечательные портреты Петра I и П.И. Шувалова (сейчас хранящиеся в Государственном Эрмитаже), царицы Елизаветы Петровны (Государственный Русский музей) и другие.
Мозаичный портрет Петра I. Работа ломоносовской мастерской (1760 г.). Государственный Эрмитаж
Здесь Ломоносов предполагал изготовить и картины для памятника Петру I. Он разработал ряд эскизов и составил описания этих картин. Однако закончить он успел лишь одну из них - знаменитую «Полтавскую баталию» - крупнейшее произведение русского монументального мозаичного искусства.
Картина (с рамкой и украшениями) имела 8,5 м в длину и около 8 м в высоту. На картине изображён был переломный момент Полтавской битвы. Русские переходят в наступление. Петр I и его ближайшие соратники возглавляют неудержимый порыв русских войск.
Ломоносовская мозаика «Полтавская баталия»
Труды Ломоносова в мозаичном искусстве приобрели известность не только в России, но и за границей. В 1764 г. за свои заслуги в этой области он был избран почётным членом Болонской Академии наук. В «Учёных флорентийских ведомостях» была помещена специальная статья, посвящённая трудам Ломоносова по созданию цветного стекла и мозаичных картин.
После смерти Ломоносова Усть-Рудицкая фабрика пришла в упадок и в 1768 г. была закрыта.
Ломоносовский проект памятника Петру I в Петропавловском соборе был отвергнут на том основании, что он будет мешать церковным процессиям и что вообще «Полтавской баталии» и другим картинам, намеченным Ломоносовым, «в том соборе быть неприлично».
«Мозаичная команда», куда входили Матвей Васильев, Ефим Мельников, Иван Цильх и другие ученики и помощники Ломоносова, числившаяся при «Канцелярии от строения» и состоявшая под начальством директора Академии художеств И.И. Бецкого, попала в крайне тяжелое положение.
Мозаичная мастерская М.В. Ломоносова. Портрет графа П.И. Шувалова, 1758 г.
Из основанной Ломоносовым мозаичной мастерской вышло еще несколько картин, но после ликвидации Усть-Рудицкой фабрики запасы смальты иссякли. Цильх ещё хлопотал о налаживании производства смальты для возобновления мозаичного дела, но все было напрасно. Талантливые русские мозаичисты, терпя жестокую нужду один за другим преждевременно гибли. В 1786 г. «Контора строения е. и. в. домов и садов» доносила, что «ныне над мозаичным художеством остался один мастер Цильх и инструктор живописного художества Иван Вельский, а прочие померли».
Кроме производства различных сортов стекла, Ломоносов разработал состав фарфоровой массы. В технологию фарфора Ломоносов также ввёл многочисленные усовершенствования. Следует отметить, что в XVIII в. способы производства фарфора и в Западной Европе и на Востоке держались в строгом секрете. Работы по получению русского фарфора стали успешно вестись с 1744 г. прежде всего благодаря трудам Виноградова и Ломоносова. О деятельности бывшего товарища Ломоносова по учению Дмитрия Ивановича Виноградова необходимо сказать подробнее.
Виноградов принадлежал к той блестящей плеяде ученых, технологов, мастеров-изобретателей XVIII в., которые в разных концах нашей страны - в Петербурге, в Москве, на Урале, на Алтае - работали на благо родной страны. По настоянию Виноградова на Невских кирпичных заводах под Петербургом была основана в 1745 г. «Невская порцелянная мануфактура».
Примечание:
«Порцеляном» или «порцелином» в то время называли фарфор.
Д.И. Виноградов был первым, кто поставил опыты по производству фарфора на строго научную почву. «Дело порцеляна химию за основание и за главнейшего своего предводителя имеет»,- писал он. Виноградов испытывал новые сорта глины, изменял методы приготовления фарфоровой массы, улучшал конструкции печей. Всё более совершенной становилась продукция фарфорового завода, всё более глубоко проникала пытливая мысль Виноградова в научную сторону дела. В 1752 г. он написал ценную рукопись «Обстоятельное описание чистого порцелина, как оный в России при С.-Петербурге делаетца, купно с показанием всех к тому принадлежащих работ».
Фарфоровая табакерка работы Д.И. Виноградова, 1752 г. Государственный Эрмитаж
Виноградов не мог поделиться с Ломоносовым своим опытом или спросить его совета, так как барон И.А. Черкасов, которому был подчинен Виноградов, строго приказал сохранять составы фарфоровой массы в секрете. Сановники, сменившие Черкасова по управлению фарфоровой мануфактурой, также не спешили использовать достижения Ломоносова по изучению фарфора. Лишь в 1762 г., через три с половиной года после смерти Виноградова, сенат назначил Ломоносова директором фарфоровой мануфактуры, но через месяц отменил свое решение.
Ломоносов начал свои исследования по технологии производства фарфора позже Виноградова (в конце 40-х - начале 50-х годов XVIII в.). В 1750 г. Ломоносов, занимавшийся тогда вопросами изготовления фарфоровой массы, писал в Академию наук:
«Ежели канцелярия Академии наук заблагорассудит, чтобы я в делании фарфора мог иметь большие успехи, то надлежит в лаборатории построить особливую печку из белого гжельского кирпича».
К сожалению, Ломоносов вынужден был вести свои исследования по фарфору независимо от Виноградова. Фарфоровая масса, полученная Ломоносовым, отличалась по составу от массы, полученной Виноградовым.
Изучая свойства и способы производства стекла, Михаил Васильевич Ломоносов создал новую науку - физическую химию в современном её понимании. Кроме того, им была разработана и успешно внедрена научная методика эксперимента со строгим постоянством условий проведения опытов. Он провёл уникальное для своего времени научное исследование влияния различных веществ на свойства стекла и внедрил методику варки цветных стёкол.
отсюда