明磊回到东察院，小德子带来了嗣音和阎尔梅的书信。都是一个内容，没钱了。明磊给他们留下三十万两银子，这么快就花完了。明磊手里还有二十万两库银，这是准备建海港和实业用的，万万动不得，看来还要另想办法。当务之急是基督会啊！明磊坐在窗前犯了核计。
天到定更，小德子作贼一样的来见毕方济，从后门悄悄地把他带到东察院明磊的书房。毕方济早有准备，知道明磊就会来这么一出。所以，一进门就坐下来看着明磊直笑，“老朋友，想给我什么惊喜吗？”
明磊也笑了，“老朋友，我也不想占用你太多的时间，就直说了。我需要贿赂广东的总督和其他一些上层官员，否则，会让你失望的。”
“好办，我们出钱。”
“那多不好，这样，一人一半，你们出五万两银子就行了。”
“五万两！太多了。”
明磊心里暗骂：“这些年，你们独占东南亚航线，赚的钱恐怕要几百万两计算吧？还敢哭穷？”
毕方济见明磊笑而不语，紧追着问：“璞麟，这算何意？”
“高尚的沉默。我有太多的理由告诉阁下，五万两对我来说，是多么合理的一个数目。但是，为了咱们的友谊，哪怕再小的冲突，我也会竭力避免的。”
毕方济想了想，算是点头同意了。
“还有，我只是答应给所有基督会的传教士以国民待遇。阁下，明白国民待遇的含意吧？”
“璞麟，这是一个新奇的字眼，还是解释一下吧？”
“你们必须同大明的子民一样，遵守大明的法律，足额缴纳税金，一句话，享受大明子民的一切权力，同时，也要尽一切义务，甚至包括徭役。”
“璞麟，士绅和百姓可是大大的不同。士绅是不用交税和服徭役的。”
“可以退一步，税必须交，徭役就免了。”
“可以，不过，是不是要签个协议？”
“好，明天你去见王思任，和他把细节敲定，就用范文祺岭东分守道的印信签署吧。”
毕方济很是兴奋，近百年来，基督会和大明的政府还从来没有签署过什么准许传教的正式文件。这将留下自己的签名，这个功劳足够自己去梵蒂冈面见教皇了。明磊倒觉得这没有什么，肇庆已经成了基督会的大本营，广西巡抚都是教徒，自己这样做算得了什么啊？于是，接着说：“听说，澳门现在只能开发同东帝汶、望加锡、印度支那的贸易？”
“是的，很是艰难。”
“珠江口外的香港岛北侧和九龙半岛的南端中间的水域，是个天然的深水良港，离澳门也不远。我打算在那里筑城，也好以后和你们携手开发这些地方的贸易，毕竟人多力量大嘛！”
“这些地方没有多少白银，对璞麟有吸引力吗？”
“老朋友，实话告诉你，去这些地方，赚钱是次要的，只为练兵。难道你们也甘心一年就有一只船去一趟白银的国家日本？荷兰可是我们共同的敌人！”
毕方济一听，很是高兴，“璞麟，你就是仁慈的主送给我们的天使。这样，我回去立即面见澳门总督，你们两家成立一个股份公司，一同做海上贸易，如何？”
“谢谢！一言为定！”
“好！一言为定！”
当夜，由欣儿执笔，明磊分别给嗣音和阎尔梅回了信。统共只有五万两银子，让他们自己分去吧。
第二天，明磊拉上陈于阶和陈衍跋就赶奔海边了。潮州东南的海岸线，这里港湾多、水深、海床平坦，避风条件好，廻淤少，腹地宽广，具有一切建设深水良港的有利条件。陈于阶大大地夸奖明磊慧眼独具，明磊不禁暗笑，几百年后，这里就是有名的汕头港，再提这里，就都是潮汕、潮汕地叫了。于是商定，这里就因着旧名，称汕头了。
要建海港，明磊第一个想到的就是水泥，要是有水泥就好了。回到府衙，明磊严令范文祺，动员一切力量，招集人手，迅速修建汕头海港和通向潮州城的大道。可命令一传下去，赵推官张嘴就是最少二十万两。明磊一想，算了，还是自己来吧。回去出了一份数学试题，吩咐欣儿用这份试题来招募人手，只要过六十分就录用。成立一个新的商行，专门负责筹建汕头港和官道。晚上，欣儿的手下就算出预算，大概五万两就够了。明磊气得破口大骂，真想活剐了赵推官。明磊用毕方济给的羽毛钢笔整整写画了一夜，终于回忆出了水泥的制作方法。
先制作原始的天然水泥。（这是由英国石匠亚斯普丁（JosephAspdin1779—1855）于1824年最初发明的。）这种水泥是由天然含粘土和石灰的水泥石制碾而成的自然水泥，多羼砂，凝固较慢，凝后较坚。制造时，成份多少，可任意配合，然后烧成，当然不可避免的粗陋。
第二步，再试验硅酸盐水泥。制造水泥的主要原料是石灰石（80%～90％）、黏土（10%～15%）和铁矿粉（1%～2％）。为了控制凝结速率，还要在熟料中加入3%（以上均为质量分数）以下的石膏。
陈于阶当时就听傻了。明磊告诉他，这些是海外新大陆的方法，商业机密，自己也只是知道个原理。回去马上成立一个叫科学研究院的衙门，陈于阶就是院长，再分别成立铁匠、木匠、烧窑几个小组。明天，明磊就要过去开会讨论如何制作。
明磊又去见了一面毕方济，求他帮忙弄十来个有经验的军官去惠州帮助训练火器营，就匆匆赶去和陈于阶汇合，陈衍跋对这个组织很是兴奋，跑前跑后的忙活，明磊捅捅陈于阶，“简亭，将来后继有人了。”
十一月初七，明磊的科学研究院挂牌成立了。地点是付培信安排的，就在兴义巷，三进的院落。明磊将十几个据说是各方面的能工巧匠聚集在一起，开始大谈水泥的制作。
因为明磊已经对陈于阶讲过一遍了。这次明显熟练了许多，而且声情并茂的，明磊自己都有些陶醉了。吕铁匠今年四十六了，从十六岁当学徒算起，在这个行当已经干了三十年了，也常常亲自去矿山选矿，是行里公认的选矿高人，就从没听说过什么水泥石。于是，扎着胆子向道台大人提问：“大人所说的水泥石什么样啊？”
“对啊！什么样啊？”明磊一下子被问住了，谁知道那天杀的石头什么样啊？明磊和众人大眼瞪小眼，沉默了许久。最后，明磊试着问，“石灰石、黏土和铁矿粉咱们这里还是有吧？”
“回，大人，这些咱们这里有的是。”
行了，看来老子一上来的就够高的了。于是，明磊试着讲述了一下硅酸盐水泥的制作原理。
“混合生料进入回转窑的上端，受热到100℃时，主要是水分蒸发，这一段叫干燥带。干燥的生料继续在窑中前进，在与更热的气体相遇时，被加热到600℃左右，这时发生有机物燃烧和高岭土脱水。此时，由于黏土可塑性降低，块料粉碎成粉料，这一段叫做预热带。
温度升高到900℃，石灰石发生分解，生成的CaO和黏土中的二氧化硅、氧化铝开始发生固态反应，这一段叫分解带。当温度升高到1100℃以上，这一段叫做煅烧带或称放热反应带。
温度到达1400℃左右，窑内物料开始烧结，部分开始熔融。这时硅酸二钙仍保持为固态，熔于熔融液里，与游离的CaO继续反应生成硅酸三钙（3CaO。SiO2）。硅酸三钙以微小的结晶析出，即成熟料。这一段称为烧结带。
经过烧结带后，熟料开始冷却而出窑，这一段叫做冷却带。
熟料中加入石膏，延缓水泥硬化速率。水泥配上适当分量的水后，调和成浆，经过相当时间，凝固成块，最后成为坚硬如石的物体，这一过程叫做水泥的硬化。
在水泥组成中，与水作用的速率最大的是铝酸三钙和硅酸三钙，因此它们的含量对水泥的凝结硬化速率起着主要作用。当加入石膏时，硫酸钙和铝酸三钙作用，生成难溶的铝硫酸钙。由于这种化合物的生成，减小了铝酸三钙的作用，使胶凝速率变慢，因而延迟水泥的凝结时间和硬化速率。”
所有人都傻傻地看着明磊，明磊并没有泄气。吩咐吕铁匠带人去海边寻找石灰岩和选取厂址。明磊亲自和一帮工匠讨论工场的设计图，经过十二个时辰不眠不休息的赶工，第二天就画好了。明磊亲笔所画的设计图直到今天还保留着。
工场就建在汕头港十里外的丘陵地带里，明磊特别交待一定是有常年水源的地方。一开始制作的转窖长60尺，直径6尺；从附近的矿场运来了石灰石。头几次试烧全部失败了，温度不好控制，明磊自己也不知道什么状态是一百度，什么时候是一千度，而且投料的时机和多少也是不好说的事。
明磊发现，除了自己着急，这些人好像并不着急。不禁琢磨起来，发现自己真是白活了，经济学的核心其实是激励机制的建立，怎么就忘得一干二净了？
于是，明磊召集众人，将每个技术难题都定下解决的时间和奖励办法，最高的可以得到水泥厂百分之八的股份。果然，这些能工巧匠最是实际，一下子眼睛都红了，每个项目都有几组人马抢着要上，看来不用明磊催，他们就加班加点地忙活起来。
吕铁匠发明了一种碎石机。这是靠水力转动的机器，机器的心脏部位就是几只巨型压辊。压辊上带有凸凹齿，被水流冲击着可以飞快旋转。几百斤重的大矿石被送进压辊，立刻就碎成人头大小的石块，接着由传送带传到下一组继续粉碎。这样，经几道碾压，矿石就变成了粉末。
明磊拉上刘六、范文琪、王思任等人来到水泥厂，他们第一次看到如此的庞然大物，实在惊呆了。这种碎石机只有在看到它的形状，听到它的响声后才能明白它的庞大。站在这机器的旁边，耳朵也许会被那雷击似的声响震聋。眼见那些巨大的石块被轧成小块，有时几百斤重的石块会被抛至空中，高20尺至25尺，在这样巨大的动作之前看的人的心情能不目眩神晕吗？
明磊发现这种机械的效率不高，于是又悬赏用精钢做滚珠，并设计出水力车床。这样，经过一个月的努力，做出了滚珠轴承，用在老吕的碎石机上，效率果然大为提高。明磊再接再厉，提出将轴承做小，可以用在马车上、水车上等任意转动的器物上，接着又建议筹建齿轮厂。有了齿轮和轴承，明磊相信，机械时代的春天就不会远了。
明磊告诉刘六，生产出水泥先给军营建房子。刘六一听立时来了精神，二话不说，亲自带着所有兵士帮着修路去了。
十二月初六，水泥厂终于生产出第一批水泥。可接下来的问题是用什么来装啊？广东多雨而且潮湿，明磊联想到欧洲军队用来装火药的大木桶，就和木匠们比活了一下，嘱咐东西并不难做，用两圈铁片一箍就行，但一定要考虑装满水泥后的分量，太沉或太轻都不好。就这样，明磊又建了一个木桶厂，此时，二十万两银子在不知不觉中已经花完了。
看来人不能太贪心了，明磊告诫自己，决定将到手的利益分给当地的豪族们，这样，自己也会有一个强大的利益集团支持自己。于是，卖给和自己关系最好的范家水泥厂40％的股份，明磊留下30％，给了陈于阶的科学院10％，余下的都兑现给了各个攻克难题的技术人员了。
照此模式，明磊将轴承厂、水力车床厂和碎石机厂卖给了岭东的望族李家、肖家和叶家，不但改善了和他们的关系，还得到三十万两银子的收益。
这些厂子的受益很高，到了后来，欣儿找明磊抱怨，托人情求着买厂子股份的人越来越多，势力也越来越大，竟连肇庆府和广州府的富户都来潮州跑关系了。于是，明磊干脆建立一个拍卖市场，先在《潮惠旬刊》上登说明，再当众拍卖一些厂子的股份，这样一来，谁也不得罪，省去不少麻烦。
接下来的问题，就是生铁和煤炭远远不能满足需要了。明磊将高炉炼铁、转炉炼钢的道理说给陈于阶，叫他自己去研究去吧。翻过头来，找到范文琪，要他利用马鍫的关系，去广东的铁矿区韶州买几个铁矿。
吕铁匠的大名叫吕全福，明磊赏给他正七品的博士官职，现在人前人后的，都被尊称为吕博士。吕博士陪着范文琪从韶州回来，一脸的苦相，“秉大人，韶州盛产高品位铁矿石的矿区早都被人占了，咱们只得到几个没人要的低品位矿区。卑职算了一下，开采出来再加工成精铁的钱比买现成的还多。依在下看来，还是算了吧！”
“就是，咱们花钱买现成的不就成吗？”范文琪也跟着说。
“不行！”明磊严肃的说，“钢铁是我们的命脉，绝对不能操在别人手里。容我想想对策。”
明磊看到吕全福，突然想到碎石机，对啊，还有磁铁。明磊一拍打腿，“就这么办了。”对着吕全福提出了一个简单的问题——为什么不能将粉碎的矿石通过磁铁把矿粉和杂质分开呢？
接着吩咐吕全福派出人手，拿上指南针，如果地下藏有大量的磁性矿石，那磁针就会倾斜下来。范文琪还是有疑问，“这么短的时间，哪里找得到呢？”
明磊真想一脚踹死范文琪，“你不会多派人手。算了，贴出布告，十天之内，找到磁铁矿的，赏银三千两，每推迟了一天，减三百两。减完为止。”
明磊此时的表情实在不好，吓得范文琪应了一声，赶紧借机溜走了。吕全福得了明磊的嘱托，带着手下去韶州江边建铁矿厂去了。
而这边，按照明磊的设计，建造水泥房屋，就是要先造好房屋架构，安装铁筋，然后灌注水泥就行了。照他所想的办法，实际做起来，灌注水泥只要三个时辰就可以作好一幢漂亮的房子。明磊为此塑造了模板，这样就可以在各地重复使用了，可以节省不少费用了。
1645年的一月二十日，在潮州城外的军营，开始历史上第一次用水泥建造房屋，并且是一次成型——它的所有构件，包括山墙、房顶、间隔、地板等，都是水泥混合物制成。巨型机械搅拌机被固定在现场，用十头公牛作为动力，一条传送带将水泥送上屋顶的储泥池，三个时辰便可将模具灌满。6天以后，夹板去除，剩下的工作只是安装门窗。
在初步工作完成之后，明磊又作出了一份更为细致的计划——建造“一种欧式风格”的建筑，这种建筑雕花绮丽豪华，若用石制，其造价将高得无法偿付。如果用水泥建造，内部的装饰可以用彩绘解决……屋顶制成瓦状，也易于油成主人喜欢的颜色。
但是后来，明磊发现有钱的人嫌式样大同小异，千篇一律，而他们要住的房子，各有各的习惯和爱好。而没有钱的人，只是需要解决住所问题，不愿意把钱浪费在不必要的花哨上，所以，明磊的欧式水泥住宅就此无疾而终了。最后，明磊的这项建造小型住宅的发明除了为贫民、劳工和军营提供住宅外，没有被大范围推广。
俗话说：无心插柳柳成荫，有心栽花花不活。出乎明磊意料的是，以他的名字命名的“明磊式建筑法”却造成一次建筑界的革命，此后各处的大楼、工厂等大型建筑，纷纷采用这种方法。
后来，明磊的注意力又转移到了铺路上。一开始，修建的官道铺上水泥以后，一过八骑以上的大车，就会翻浆。后来，明磊发现问题出在路基的粘土硬度上。于是，重新做了底层，加入了含有生石灰和石子的无机料，再铺设的水泥路一直使用了五十年。
水泥路的缺点就是每过一段就会有一条横断缝隙，走到这里就会咯噔一下，不过瑕不掩玉，道路的平整度大大的提高了，马车的行驶速度一下提高了一倍。
再后来，水泥厂的窑匠姜大顺和木匠叶添寿共同设计了一个大型长窑。起初，所有人都认为这种长窑一定会发生弯曲，根本就不可能实现。明磊却告诉他们，先做个木制的模型，再进行反复的试验，最后会得到满意的结果的。
半年以后，长窑真的建成了。以前的转窖长60尺，直径6尺；这一次的长150尺，直径9尺。
长窖完工后，试验结果产量较普通的窖多了一倍；然而明磊还嫌不足，他在给水泥厂大掌柜马占坡的信中写道：“不行，再想办法。”
后来水泥的产置逐渐增至550桶，后来又至650桶。然而这还不能满足市场的需要。他对马占坡说道：“现在的困难并不在长窑本身，而是在于你管理的方法。我相信那长窖在十二个时辰内一定能制造出1000桶的水泥来。”
于是，马占坡在厂子里招标，得到了几种改良的建议，水泥产量的数字当然也就继续增加了，从750桶增加到850桶，而且，烧制水泥所需的煤也减少了一半。
历史记载了岭东工业的奇迹，说“这一切得益于周明磊之伟大人格，坚强毅力和创造精神。”