2 сентября 1891 года новое научно-исследовательское подразделение Морского министерства приступило к изобретению первого отечественного бездымного пороха. Менделеев по несколько часов в день проводил в химической лаборатории Новой Голландии. Особое внимание ученый обратил на процесс нитрации. Многочисленные серии экспериментов были направлены на получение при горении порохового заряда наибольшего количества газообразных продуктов. Вместе с Чельцовым Менделеев побывал на производственных предприятиях по изготовлению взрывчатых веществ Франции и Англии. Русских ученых любезно принимали на заводах, но секреты производства своего бездымного пороха сохраняли в тайне. В Германии Дмитрию Ивановичу не показали ничего, на французских заводах любезно позволили издали обозреть внешний вид заряженного бездымным порохом боевого патрона. Однако Менделеев все же нашел довольно остроумный выход из труднейшего положения, став, по существу, основоположником метода научной разведки. Он разъезжал по Европе с лекциями, сотрудничал с зарубежными университетами, во Франции даже читал лекции виноделам о технологии приготовления русской водки, знакомился с постановкой дела на европейских железных дорогах. А поскольку он даже не пытался тайно проникнуть на пороховые заводы или подкупить кого-либо из ответственных служащих, владеющих государственным секретом, и вообще не совершал никаких действий, совместимых со шпионажем, немецкая и французская полиция потеряли к русскому профессору всякий интерес. Они и не подозревали, что Дмитрий Иванович Менделеев, посещая железнодорожные ведомства, сумел подробно ознакомиться с общедоступными тогда сведениями о перевозках на пороховые заводы химических веществ – основных компонентов бездымного пороха. Ежедневно наблюдая из окна своей квартиры, снятой в непосредственной близости от железнодорожной станции, за передвижением грузовых составов, русский химик смог установить все составляющие засекреченного пороха. В те годы никому и в голову не приходило использовать на железнодорожных вагонах закодированные обозначения специальных грузов. На вагонах и цистернах с немецкой педантичностью и аккуратностью указывалось наименование перевозимых химических веществ и даже точный адрес места их доставки. Узнав перечь компонентов и их примерное количество, Д. И. Менделеев, вернувшись на родину, в засекреченной лаборатории в Новой Голландии без особого труда составил уравнение реакции и разработал оригинальную технологию производства первого отечественного бездымного пороха, который ученый назвал пироколлодием. Уже первые испытания отечественных снарядов, начиненных этим порохом, дали отличные результаты. Пироколлодий Менделеева обладал исключительной разрушительной силой, легко пробивал мощную палубную броню и, что особенно важно, по своим качествам превосходил иностранные образцы. В отличие от западного, русский бездымный порох при его употреблении исключал так называемую самовзрываемость снарядов. Он был пригоден не только для морских орудий всех калибров, но и для отечественных систем пулеметов и винтовок. В июне 1893 года пироколлодий испытали при стрельбе из 12-дюймового оружия на морском полигоне. Эффект был ошеломляющий. Инспектор морской артиллерии контр-адмирал С. О. Макаров направил ученому правительственную телеграмму со словами восхищения и благодарности. Дмитрий Иванович позже скажет: «Интерес к производству бездымного пороха привлек меня своими химическими задачами, своею прямой связью с чисто химической промышленностью и своею потребностью для обороны страны». Правда, ученого поразили и крайне огорчили факты антигосударственного отношения чиновников и генералов к плодам его напряженной работы. Найденный знаменитым российским химиком способ получения бездымного пороха не только не сумели сохранить в тайне, но и не смогли организовать в стране его производство в нужных масштабах. Когда же он понадобился, его для обеспечения русской армии и флота стали покупать за рубежом.
Подобные противоречия, сопутствующие деятельности ученого, не позволили Д. И. Менделееву в дальнейшем участвовать в работе Артиллерийского комитета Военного министерства. Дмитрий Иванович в дружеской беседе с И. М. Чельцовым говорил: «…не лежит моя душа к этим Софиано, Каминским и тому подобным деятелям». Однако автору разработки состава отечественно бездымного пороха все же удалось убедить морского министра адмирала Чихачева в необходимости обустройства на территории Новой Голландии Опытового бассейна. Опытовый бассейн представлял собой гидродинамическую лабораторию, предназначенную для измерения сил, действующих на модель судна (или его отдельные элементы), буксируемую в жидкости по заданной траектории, или для изучения параметров движения модели под действием заданных сил. В практике судостроения в разных странах уже существовали, в зависимости от задачи эксперимента, буксировочные, ледовые, маневренные, циркуляционные мореходные бассейны.