滄州、登州、青州等地的工坊區，一座座高大的風車林立，巨大的葉片在風力帶動下緩緩旋轉，通過一係列齒輪和傳動軸，將力量輸送到工坊內部，驅動著那些日益精密的機床。
車床旋轉，銑刀飛濺出金屬碎屑，刨床往複運動，削切著堅硬的鋼鐵，還有鍛錘起落，研磨機嗡鳴……這些由劉體純指導設計、在宋應星和薄玨等人主持下不斷改進的“母機”，正以前所未有的效率，生產出更多、更精良的火帽槍零件、火炮構件和各種工具。
然而，風力，這取自自然的動力，卻有著天然的缺陷。
它時強時弱，時而呼嘯奔騰，時而悄無聲息。
工坊的生產不得不看老天的臉色，風起時全力開動，風停時隻能陷入半停滯，工匠們眼巴巴地望著靜止的風車葉片，徒歎奈何。
這種不穩定的生產節奏，嚴重製約了軍工產能的進一步提升，尤其是在麵臨清軍和鄭家雙重壓力的當下，穩定的動力來源成為了亟待解決的瓶頸。
劉體純深知，要想實現質的飛躍，必須跨越自然動力的局限。
他的目光，投向了那蘊藏在煤炭與水中的、更加強大且可控的力量——蒸汽機。
“原理很簡單，就是燒開水。”在青州工坊的核心實驗區內，劉體純對聚集在一起的宋應星、薄玨以及幾位頂尖的工匠解釋道。
他拿著一根炭筆，在一塊打磨光滑的黑板上畫著示意圖：“鍋爐裡的水被加熱，產生大量蒸汽。蒸汽通過管道進入這個汽缸，推動裡麵的活塞做往複運動。再通過這個連杆和曲軸，把往複運動變成旋轉運動，就可以輸出穩定的、強大的動力了！”
圖紙上的結構看起來確實不算複雜，一個鍋爐，一個汽缸，一套傳動機構。工匠們看著圖紙，眼中既有對未知的好奇，也有一絲疑慮。
“將軍，此物若成，真能替代風車、水排，提供源源不斷的動力？”一位老工匠忍不住問道。
“不僅能替代，其力量將遠超風力和水力，而且不分晝夜，不論晴雨，皆可運轉！”劉體純肯定地回答。
但他隨即話鋒一轉，手指著汽缸與活塞的連接處說：“然而，此物成敗之關鍵，不在於能否造出來，而在於能否‘關得住’這股力量！難點，就在這裡——密封！”
他環視眾人，神色凝重說道：“蒸汽乃高溫高壓之氣，無孔不入。若汽缸與活塞之間縫隙稍大，蒸汽便會泄漏，壓力驟降，機器便無力可用，甚至可能因壓力不穩而炸裂，傷人傷物。
我們需要一種材料，或者一種結構，能夠耐受高溫高壓，緊密填充活塞與汽缸壁之間的縫隙，阻止蒸汽逃逸。”
沒有橡膠，這個看似簡單的密封問題，在這個時代卻成了橫亙在蒸汽機麵前的一座大山。
哪裡有橡膠，劉體純知道，也知道硫化工藝，這對於他並不難。
可是，他現在沒有遠洋跨海能力，隻能是讓橡膠樹在南美洲自由自在地生長。
若是委托歐洲人運輸，怕是機密難保，提前觸發歐洲的工業革命。
一場艱巨的攻關戰就此拉開序幕。由博學廣聞的宋應星掛帥統籌，負責理論支持和資源調配；由精於機械製造、心思縝密的薄玨主管具體設計和試驗。
實驗場被安排在遠離主要工坊區的河邊，以防萬一發生爆炸。
大的機體很快就造出來了，現在需要實驗的就是密封材料。
第一次嘗試：金屬薄片
薄玨首先想到的是利用金屬本身的加工精度。
他親自監督工匠，選用上好的黃銅，精心鑄造並銼磨出一個汽缸和一個匹配的活塞，力求間隙最小。然後，他讓人用韌性極好的紫銅捶打成薄片，裁剪成圓環，墊在活塞的凹槽內。
“點火！”薄玨下令。
爐火熊熊，鍋爐內的水開始沸騰。壓力表的指針緩緩上升……當壓力達到約莫一個半大氣壓時，一陣尖銳的“嗤嗤”聲從汽缸處傳來，白色的蒸汽如同頑皮的精靈，從活塞杆與汽缸蓋的連接處、從活塞與汽缸壁的縫隙中猛烈地噴射出來，瞬間彌漫了整個工棚。
壓力再也無法上升，活塞隻是在汽缸內微微顫動，根本無法輸出有效的功。
“失敗。”薄玨麵無表情地記錄下數據。
“紫銅片雖軟，但無法完全填充微觀不平整處，且在高溫下易變形。金屬與金屬之間的硬接觸，難以做到絕對密封。”
第二次嘗試：麻繩與油脂
一位老工匠提議道：“主管，船上有些地方用浸了油脂的麻繩填塞，也能防漏，可否一試？”
薄玨覺得可以一試。他們選取了最上等的苧麻繩，用牛油和鬆香混合熬製的油脂反複浸泡，使其變得柔韌且充滿粘性。然後將這油浸麻繩緊密地纏繞在活塞的凹槽內，再次組裝進行測試。