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戚睿涵则主要负责结构设计和理论支持。他将记忆中现代防毒面具的简化原理，结合李大坤关于“鸟嘴面具”的建议，用毛笔在宣纸上绘制出一张张歪歪扭扭但标注清晰的结构图、分解图。他与李大坤，以及从工部借调来的几位心灵手巧的老金银匠、皮匠反复商讨、修改设计方案。
这些老工匠起初对这位“厨子院长”和“戚公子”天马行空的想法感到匪夷所思，但在李大坤详细解释了“毒气”、“疫气”需要隔绝的道理，以及戚睿涵展示了初步的、简陋的“科学原理”后，他们也被激起了好胜心和责任感，贡献出了许多符合当时工艺水平的巧妙解决办法。
他们尝试了各种布料的组合，测试浸油或浸蜡后的透气度与防水性能；精心打磨炭粉，用最细密的丝绸筛子筛选出不同目数的颗粒，然后与太医提供的、研磨得极其精细的药粉按不同比例混合，装入特制的小布袋或夹层中，测试过滤效率和呼吸阻力。
过程绝非一帆风顺。最初制作出的几批面罩原型，要么过于笨重，佩戴起来如同顶着一个头盔，转动不灵；要么边缘密封不严，用简单的烟雾测试（点燃艾草靠近）发现漏气严重；要么就是呼吸阻力太大，正常人根本无法长时间佩戴和使用，稍一活动就会感到窒息。失败的作品、不满意的半成品，很快就堆满了院子的一角。
但李大坤展现出了远超常人的耐心、毅力和动手能力。他仿佛将烹饪中对待食材火候、刀工、调味的那份极致精细和不断尝试的精神，完美地用到了这些冰冷的炭粉、布料和皮革上。一次次失败，一次次总结，一次次调整。他改良了炭粉的颗粒度和均匀度，调整了药粉的种类和比例以减少呼吸阻力，甚至借鉴了蒸笼的密封原理，改进了面罩边缘皮革衬垫的填充物和形状，使其能更好地适应不同脸型。
戚睿涵也充分利用了他有限的化学知识。虽然受限于时代，他无法提纯高浓度酒精用于消毒，也无法制造出标准的化学消毒剂，但他指导工匠们用石灰水处理饮用水，建议所有可能重复使用的布制品必须煮沸消毒，并设计了一个极其简陋但有效的氯气测试装置——他将少量绿矾与食盐混合，加入浓醋加热，制取微量的氯气。这刺鼻、危险的黄绿色气体，被用来在极端条件下，初步验证面罩过滤层的防护效果。每次测试都小心翼翼，如临大敌。
时间在紧张的研发中飞逝，转眼已到腊月中旬。
这一日，天气阴沉，寒风卷着细碎的雪粒，打在窗纸上沙沙作响。在研发院落中央，一个用厚帆布临时搭起来的、密封性尚可的简易帐篷被立了起来。帐篷不大，仅能容纳一人站立。帐篷外，戚睿涵和李大坤并肩而立，神情都异常紧张。被请来观摩的史可法、马士英派来的心腹代表，以及太医院的几位资深院判，也都神情肃穆地站在一旁，裹紧了身上的裘皮大氅，目光紧紧盯着那顶帐篷。
帐篷内，放置着他们最新一代，也是寄予厚望的“防毒防疫面罩”原型机。面罩主体是用多层浸过特制蜡液的厚实棉布与内侧柔软的羊皮缝制而成，眼睛部位镶嵌着两片精心打磨得尽可能薄而透明的优质云母片，保证了基本的视野。口鼻部位是一个可拆卸的圆形或椭圆柱状小盒，由薄木片或硬纸板制成，内填他们最新配置的、以最佳比例混合的炭粉与精选药材（以苍术、艾叶为主，辅以少量丁香等）的滤芯。一个用弹性极佳的薄铜片精心制作的简易单向呼气阀，安装在面罩的侧下方。整个面罩用皮绳在脑后系紧。
一名自愿参与测试的囚犯，在被告知了可能的风险后，被两名戴着简易口罩（多层棉布制成）的兵士带到了帐篷前。囚犯脸上带着恐惧和听天由命的表情。
戚睿涵最后一次检查了面罩和帐篷内的装置——帐篷一角，放着那个小瓦盆，里面已经放置了制备氯气的原料。他深吸一口气，对囚犯点了点头。
囚犯被带入帐篷，兵士迅速拉好帐帘。按照事先反复训练过的步骤，囚犯在里面戴上了那个造型怪异的面罩。然后，帐篷外的戚睿涵示意，一名助手通过一根细长的竹管，向帐篷内投入一颗烧红的木炭，引燃瓦盆中的混合物。
很快，一丝丝黄绿色的氯气开始从瓦盆中缓缓逸出，在帐篷内不大的空间里弥漫开来。帐篷并不完全密封，有极淡的气味开始向外飘散，让外面靠近的人忍不住皱眉掩鼻，下意识地后退半步。
所有人都屏住了呼吸。史可法紧握着拳头，指节发白；太医院的院判们伸长脖子，试图透过帐帘的缝隙看清里面；马士英的代表则面无表情，但眼神深处也藏着一丝紧张。
时间一点点过去，每一秒都显得格外漫长。帐篷内起初能听到囚犯有些粗重、紧张的呼吸声，以及身体微微移动、摩擦帐篷布的声音。但过了一会儿，里面的动静似乎平稳了下来。那囚犯并没有发出预想中的剧烈咳嗽或痛苦的挣扎声。
戚睿涵和李大坤的心都提到了嗓子眼。他