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对于这两个学生痴迷化学的态度，朱聿键是相当支持的。为了让他们真正热爱化学，今后向这条道路发展，朱聿键甚至决定带着他们进行化学实验。
为了不暴露朱聿键唐王长孙的身份，两人每次都是被蒙着眼睛进入私牢的实验室。就算是这样暴露的可能性依然很高，也很容易被府中下人察觉，所以朱聿键让张书堂找几个匠人，开始谋划从讲学的那个宅院挖掘一条直通牢房的地道。
朱聿键将学生带入私牢的做法的确很冒险，但事实证明这样的冒险非常值得。朱聿键将自己知道的那些最多只到高中的化学知识倾囊相授，并尽最大努力让他们参与到化学实验中，两人也非常机灵，很快就将烧杯、烧瓶、天平、滴定管等器械用得有模有样了。
没有各种化学试剂，进行化学实验非常困难，朱聿键就想办法自己制取化学试剂。硫酸和烧碱是最重要的化学试剂，可是在明末却没有地方去购买，为此朱聿键设计了一个密闭火炉，通过封闭焚烧黄铁矿石，将其中所含的硫变成二氧化硫，再用水吸收就得到了硫酸。
至于烧碱的制取也不算困难，将外面可以买到的土碱进行过滤精炼，然后将溶液与熟石灰混合。等到反应完成之后，过滤掉其中的残渣，就得到了烧碱溶液。
有了这种两种最至关重要的化学试剂，朱聿键得以慢慢制取其他所需的化学药剂，他的化学实验室越来越名副其实了。因为化学实验室的味道实在太浓烈，阿四害怕被发现，苦口婆心的劝了朱聿键几次，最终让他同意将实验室搬到了讲学的宅院中。
朱聿键在私牢里做实验，就是因为让田见秀每天待在牢里代替他，实在有些过意不去。后来田见秀告诉他，自己在私牢里并不会气闷，反而有时间练武打发时间，朱聿键这才放下心来，不过对于这个性情温和事事为他人着想的手下，他是越发满意了。
在带着两个学生做了一个月的实验之后，朱聿键终于得到了他所需要的东西——火柴。依照现在的条件，制作安全火柴自然是不可能的，所以他想要制造的是老式的赤磷火柴。
要想得到赤磷就必须先制取白磷，幸好化学书上有专门的制取方法，他只要将动物骨头烧成骨灰再碾成粉，加入石英粉末和焦炭粉末，混合均匀之后煅烧，让产生的气体在水中冷却，就得到了白磷。只要再将白磷隔绝空气加热就能变成赤磷了。
用草木灰经沉淀过滤可以制取氯化钾，加入赤磷之后，在将其与树胶混合，做成膏状物。将这种膏状物涂在小木棍上晾干，就成了火柴。
这个实验在实验室里制作起来很容易，但要变成工业化生产难度就比较大了。这种火柴的制造因为需要制取白磷的步骤，火灾危险性比较高，生产效率也比较低下，所以需要大规模的建立工厂才能满足需要。
建设工厂所需要的钱财很快就有了，当第一个月的五十面玻璃镜送到李春玉手里，不到半天就销售一空了。这固然有李家事先就大肆宣传的功劳，更是显露出玻璃镜的绝大商机。
为了避免他人注意，李春玉让儿子李信趁着天还没亮，就压着几十车银子秘密前往张书堂的府邸。朱聿键正好在张书堂的府里，给他解说火柴的好处，以及未来的发展前景，忽然听到李春玉派人来了，他当即和张书堂迎了出去。
