朱简烜的实验室忙碌起来的第二天，陪同朱简烜的内监要来了负责专利的工匠。
专利申请的相关事宜也直接开始办理了。
发明专利的申请时间相对比较长，经常起步就是一年以上。
就算朱简烜身份特殊，肯定能走最快的流程，估计也得好几个月的时间。
毕竟需要审查和公示，都是有硬性时间要求的。
有了人员专门负责之后，朱简烜和其他的工匠也不用专门盯着，各自忙活自己的事情就是了。
接下来的三天，朱简烜都是带着工匠们们方案，确定后续的实际实验方向。
三天之后，几个小组正式开始分头行动，忙活各自的任务。
朱简烜不再时刻盯着他们工作，而是在自己的休息室里面继续书写知识。
每天傍晚放衙的时候，问一次他们的工作进度。
朱简烜不会亲自去当一个工匠，不会亲自去当一個科学家或者工程师。
在绝大部分时候，自己只会提供方向和设想，这已经足够了。
除非自己的时间真的非常的宽裕，可能会在无聊的时候，才会亲自主持一些实验工作。
作为君主应该考虑的事情，是如何为科学研究提供更好的环境，如何将研究成果转化成收入和战斗力。
如何有效的应用自己财富和战斗力，为自己的国家提供科研条件和安全系数。
而不是花费大量的时间，把某些特定研究做到极致。
十天之后，三个验证性质的过滤面具，以及一组十二个过滤模块做好了。
成品的样子有点像一战时代给军犬用的防毒面具。
实验四组的成员也有了正式的工作，开始用这些过滤面具做动物实验。
给三只羊带上面具，和三只不带面具的一起关进密封的房间，在房间里面加热硫酸。
硫酸自然蒸发出的雾气主要是水蒸气和少量三氧化硫。
但是随着温度升高，时间延长，硫酸的浓度越来越高，硫酸分子也会蒸发，直接飘散到空气中。
硫酸蒸汽被人吸入后可能会损伤呼吸道。
这时候化学理论还不完善，但是研究酸液的化学工匠已经发现，加热酸液产生的雾气能让他们吐血。
经过几天的实验后，没有带防护面罩的山羊身上出现了大家意料之中的情况。
但是带着面罩的山羊则基本没有反应。
工匠们确定这些面具确实能保护动物，就马上进入到了人体实验和应用阶段。
不过不是用人去做相同的硫酸蒸发实验。
而是做了一批给人用的防护面罩，让实验人员带着面具去研究天然橡胶的硫化反应。
加热硫磺和橡胶的危害，比加热硫酸的影响小多了。
而且这些工匠本身，自己本来就在没有专门防护的情况下，自行研究过酸液等各种化学材料。
朱简烜现在先给他们做了确实有用的防护面具，然后再让他们去搞硫磺和橡胶。
他们以前可是没有什么人会考虑这个的。
在他们看来，这位新老板是认真考虑了他们的安全问题，这简直是待下属如亲人了。
况且这还是个老板还是个身份尊贵的皇子。
五岁就会有这样的做法，可见不但真的是聪慧绝顶，而且也是真的天性善良。
工匠们干活的积极性也更高了。
天然橡胶能防水，有弹性，本身绝缘，可以在融化之后制作成各种形状。
这些特性具有极高的实用价值。
但是天然橡胶有个很大的缺陷，那就是遇热或在阳光下曝晒后，就会迅速变软并且发粘。
这导致天然橡胶的用途非常有限，主要用来制作雨具和弹球玩具。
直到后来有人发现，只要适当的加入硫磺并加热，就能够去除天然橡胶遇热变软和发粘的缺陷。
也就是硫化橡胶。
于是橡胶的应用范畴迅速扩张了起来。
包括绝缘防水的橡胶手套和衣服以及鞋子、电缆的绝缘外皮、充气式的轮胎和耐磨的外胎、管道和设备用密封橡胶圈、橡胶和乳胶避孕套等生活和工业用的橡胶制品就很快涌现出来了。
以至于形成了一个市场潜力巨大的新产业。
四组开始折腾橡胶之后，朱简烜也给二组和三组安排了新的任务。
二组负责摸索提高钢铁冶炼效率的方法。
朱简烜给的方向是钢铁联合冶炼，关键是使用蒸汽机预加热鼓风和吹气。
大明本来就有高炉炼铁技术，崇祯朝以前就有人用焦炭炼铁。
现在的炼铁技术的主要问题是效率低，成本高。
炼一吨生铁需要消耗将近十吨煤，热量利用率可能不到百分之五。
在原有的历史上，提高高炉效率的方法是鼓风，关键是要将常规的冷风改为热风。
往炉内吹冷风的情况下，相当于一边加热一边降温，不但非常浪费热量，还会降低总体的炉温上限。
只需要使用炉火烘烤鼓风的管道，加热被吹入高炉的空气的温度，就能迅速降低煤炭消耗。
按照历史经验，只要将吹入的空气加热到一百二十度以上，就可以将冶炼每吨生铁的耗煤量降低一半。
再设计专门的密封加热炉膛，再添加时刻保持红热的钢铁格栅，将空气温度进一步升高，还能将耗煤量再降低一半。
到了十九世纪末期的时候，冶炼一吨生铁已经只需要一吨半煤炭了。
有了初步炼化的生铁后，还要进一步将生铁转化成钢材，才能更加广泛的应用于工业生产。
钢和铁本质上是相同的材料，两者在性能上的巨大差距，主要是由含碳量多少导致的。
含碳量最高的生铁脆而硬，含碳量极低的熟铁软而韧。
钢则介于生铁和熟铁之间，同时拥有生铁的部分硬度，又有熟铁的部分韧性。
所以钢材适合制作各种武器和工器具。
了解了这样的基本物质特性差异和原因后，就能想到一个非常简单粗暴的炼钢法了：
继续向融化的生铁水中吹气。
空气中的氧气与铁水中的碳反应，在铁水本身的高温作用下燃烧，变成一氧化碳和二氧化碳飞出去。
就能得到一炉钢水或者熟铁水了。
所以钢铁联合冶炼的过程中，炼钢的环节不需要用燃料加热，只需要一个用于反应的容器。
这个容器叫空气转炉。
将高炉融化的铁水直接倒进转炉，向炉子中吹气反应后倒入模具，冷却凝固后就变成钢锭了。
这个原理其实与炒钢法是一样的，可以看作是炒钢法的工业化方案。
其中最困难的点在于控制吹气反应时间。
因为反应时间过长，铁水中的含碳量过低，得到的就不是钢了，而是柔软的熟铁。
三组的新任务，首先是参考现有的军用大型水力镗床，制造以蒸汽机驱动的同类大型军用镗床。
设计用于生产枪管的小型机床，以及相对通用化的工业机床。
专利申请的相关事宜也直接开始办理了。
发明专利的申请时间相对比较长，经常起步就是一年以上。
就算朱简烜身份特殊，肯定能走最快的流程，估计也得好几个月的时间。
毕竟需要审查和公示，都是有硬性时间要求的。
有了人员专门负责之后，朱简烜和其他的工匠也不用专门盯着，各自忙活自己的事情就是了。
接下来的三天，朱简烜都是带着工匠们们方案，确定后续的实际实验方向。
三天之后，几个小组正式开始分头行动，忙活各自的任务。
朱简烜不再时刻盯着他们工作，而是在自己的休息室里面继续书写知识。
每天傍晚放衙的时候，问一次他们的工作进度。
朱简烜不会亲自去当一个工匠，不会亲自去当一個科学家或者工程师。
在绝大部分时候，自己只会提供方向和设想，这已经足够了。
除非自己的时间真的非常的宽裕，可能会在无聊的时候，才会亲自主持一些实验工作。
作为君主应该考虑的事情，是如何为科学研究提供更好的环境，如何将研究成果转化成收入和战斗力。
如何有效的应用自己财富和战斗力，为自己的国家提供科研条件和安全系数。
而不是花费大量的时间，把某些特定研究做到极致。
十天之后，三个验证性质的过滤面具，以及一组十二个过滤模块做好了。
成品的样子有点像一战时代给军犬用的防毒面具。
实验四组的成员也有了正式的工作，开始用这些过滤面具做动物实验。
给三只羊带上面具，和三只不带面具的一起关进密封的房间，在房间里面加热硫酸。
硫酸自然蒸发出的雾气主要是水蒸气和少量三氧化硫。
但是随着温度升高，时间延长，硫酸的浓度越来越高，硫酸分子也会蒸发，直接飘散到空气中。
硫酸蒸汽被人吸入后可能会损伤呼吸道。
这时候化学理论还不完善，但是研究酸液的化学工匠已经发现，加热酸液产生的雾气能让他们吐血。
经过几天的实验后，没有带防护面罩的山羊身上出现了大家意料之中的情况。
但是带着面罩的山羊则基本没有反应。
工匠们确定这些面具确实能保护动物，就马上进入到了人体实验和应用阶段。
不过不是用人去做相同的硫酸蒸发实验。
而是做了一批给人用的防护面罩，让实验人员带着面具去研究天然橡胶的硫化反应。
加热硫磺和橡胶的危害，比加热硫酸的影响小多了。
而且这些工匠本身，自己本来就在没有专门防护的情况下，自行研究过酸液等各种化学材料。
朱简烜现在先给他们做了确实有用的防护面具，然后再让他们去搞硫磺和橡胶。
他们以前可是没有什么人会考虑这个的。
在他们看来，这位新老板是认真考虑了他们的安全问题，这简直是待下属如亲人了。
况且这还是个老板还是个身份尊贵的皇子。
五岁就会有这样的做法，可见不但真的是聪慧绝顶，而且也是真的天性善良。
工匠们干活的积极性也更高了。
天然橡胶能防水，有弹性，本身绝缘，可以在融化之后制作成各种形状。
这些特性具有极高的实用价值。
但是天然橡胶有个很大的缺陷，那就是遇热或在阳光下曝晒后，就会迅速变软并且发粘。
这导致天然橡胶的用途非常有限，主要用来制作雨具和弹球玩具。
直到后来有人发现，只要适当的加入硫磺并加热，就能够去除天然橡胶遇热变软和发粘的缺陷。
也就是硫化橡胶。
于是橡胶的应用范畴迅速扩张了起来。
包括绝缘防水的橡胶手套和衣服以及鞋子、电缆的绝缘外皮、充气式的轮胎和耐磨的外胎、管道和设备用密封橡胶圈、橡胶和乳胶避孕套等生活和工业用的橡胶制品就很快涌现出来了。
以至于形成了一个市场潜力巨大的新产业。
四组开始折腾橡胶之后，朱简烜也给二组和三组安排了新的任务。
二组负责摸索提高钢铁冶炼效率的方法。
朱简烜给的方向是钢铁联合冶炼，关键是使用蒸汽机预加热鼓风和吹气。
大明本来就有高炉炼铁技术，崇祯朝以前就有人用焦炭炼铁。
现在的炼铁技术的主要问题是效率低，成本高。
炼一吨生铁需要消耗将近十吨煤，热量利用率可能不到百分之五。
在原有的历史上，提高高炉效率的方法是鼓风，关键是要将常规的冷风改为热风。
往炉内吹冷风的情况下，相当于一边加热一边降温，不但非常浪费热量，还会降低总体的炉温上限。
只需要使用炉火烘烤鼓风的管道，加热被吹入高炉的空气的温度，就能迅速降低煤炭消耗。
按照历史经验，只要将吹入的空气加热到一百二十度以上，就可以将冶炼每吨生铁的耗煤量降低一半。
再设计专门的密封加热炉膛，再添加时刻保持红热的钢铁格栅，将空气温度进一步升高，还能将耗煤量再降低一半。
到了十九世纪末期的时候，冶炼一吨生铁已经只需要一吨半煤炭了。
有了初步炼化的生铁后，还要进一步将生铁转化成钢材，才能更加广泛的应用于工业生产。
钢和铁本质上是相同的材料，两者在性能上的巨大差距，主要是由含碳量多少导致的。
含碳量最高的生铁脆而硬，含碳量极低的熟铁软而韧。
钢则介于生铁和熟铁之间，同时拥有生铁的部分硬度，又有熟铁的部分韧性。
所以钢材适合制作各种武器和工器具。
了解了这样的基本物质特性差异和原因后，就能想到一个非常简单粗暴的炼钢法了：
继续向融化的生铁水中吹气。
空气中的氧气与铁水中的碳反应，在铁水本身的高温作用下燃烧，变成一氧化碳和二氧化碳飞出去。
就能得到一炉钢水或者熟铁水了。
所以钢铁联合冶炼的过程中，炼钢的环节不需要用燃料加热，只需要一个用于反应的容器。
这个容器叫空气转炉。
将高炉融化的铁水直接倒进转炉，向炉子中吹气反应后倒入模具，冷却凝固后就变成钢锭了。
这个原理其实与炒钢法是一样的，可以看作是炒钢法的工业化方案。
其中最困难的点在于控制吹气反应时间。
因为反应时间过长，铁水中的含碳量过低，得到的就不是钢了，而是柔软的熟铁。
三组的新任务，首先是参考现有的军用大型水力镗床，制造以蒸汽机驱动的同类大型军用镗床。
设计用于生产枪管的小型机床，以及相对通用化的工业机床。