В архиве Академии наук хранится много документов, характеризующих многогранную деятельность Сергея Васильевича в этот период. Он принимал участие в совещаниях о возможности получения каучука путем синтеза из отечественного сырья, проводимых в Москве, читал лекции по каучуку на резиновых заводах, составлял список книг, которые надо издать по каучуку на русском языке, принимал участие в создании медицинского факультета Петроградского университета, участвовал в работе комиссии по реорганизации Эрмитажа…
Но основное внимание Сергея Васильевича и в эти годы, как и всегда, было сосредоточено на исследовательской работе.
Помимо явлений полимеризации органических соединений, связанных с перспективой синтеза каучука, на кафедре изучались вопросы адсорбции с точки зрения химической защиты, а также действие отравляющих веществ на волокнистые материалы. В 1924 году С. В. Лебедевым была написана и издана книга «Отравляющие вещества в военном деле». Научно-исследовательская работа велась под руководством Сергея Васильевича сначала преподавателями кафедры, а в последующие годы также прикомандированными врачами и сотрудниками, не принадлежащими к составу академии и приходящими в лабораторию для усовершенствования.
В стенах Военно-медицинской академии Сергей Васильевич начинает, а затем широко развивает работы по полимеризации различных непредельных соединений под влиянием силикатов. Он установил взаимосвязь между химической структурой непредельных соединений и их способностью полимеризоваться под влиянием силикатов. Особенно подробно он изучал полимеризацию в этих условиях углеводорода изобутилена.[9]
А. М. Бутлерову в свое время удалось выделить только димер и тример изобутилена, которые представляют собой продукта взаимного присоединения друг к другу соответственно двух и трех молекул исходного углеводорода. Сергею Васильевичу удалось выделить более высокомолекулярные формы, а в дальнейшем найти условия получения и высокомолекулярных продуктов, молекулярный вес которых исчисляется несколькими тысячами. Эти работы Сергея Васильевича послужили теоретической основой синтеза высокополимерного продукта, называемого полиизобутилен, который в настоящее время находит широкое применение как антикоррозионное покрытие, стойкое к различным агрессивным средствам.
Изучение действия силикатов на различные непредельные соединения, проводимое С. В. Лебедевым, показало, что при этом процессе происходит ряд разнообразных химических превращений: полимеризация, деполимеризация, изомеризация и другие. Именно благодаря этому подобные катализаторы находят широкое применение в нефтеобрабатывающей промышленности для осуществления каталитического крекинга нефтепродуктов и полимеризации непредельных газообразных углеводородов с целью получения высококачественного моторного топлива.
Работами С. В. Лебедева было теоретически обосновано внедрение подобных катализаторов в нефтеобрабатывающую промышленность. Это было в какой-то мере продолжение работ русского химика Л. Г. Гурвича, который впервые наблюдал способность природного алюмосиликата флоридина вызывать полимеризацию непредельных углеводородов.
Вторым направлением исследований, проводимых Сергеем Васильевичем в лаборатории общей химии Военно-медицинской академии, явилось изучение присоединения водорода к непредельным соединениям в присутствии катализаторов. Реакция присоединения водорода к непредельным соединениям имеет большое теоретическое значение для понимания химической природы этих веществ. Эта реакция изучается и в настоящее время многими исследователями. Закономерности, установленные С. В. Лебедевым с сотрудниками при этом процессе, в дальнейшем неоднократно были подтверждены различными учеными. На основе своих исследований Сергей Васильевич предложил метод установления химической структуры веществ, представляющих смесь непредельных соединений по скорости присоединения водорода. Этот метод сейчас находит широкое применение при решении вопроса о структуре тех или иных непредельных соединений.
Однако работы С. В. Лебедева по гидрогенизации непредельных соединений имеют не только теоретический интерес. Они имеют большое значение и при разработке синтеза различных органических соединений. Установленные закономерности позволяют сознательно и строго научно осуществить присоединение водорода к различным веществам в заданном направлении и обеспечить получение полупродуктов, необходимых для синтеза различных веществ. Процессы каталитической гидрогенизации имеют большое значение и для нефтеперерабатывающей промышленности. Закономерности, установленные С. В. Лебедевым, позволяют рационально решить такие важные задачи, как стабилизация нестойких нефтепродуктов, богатых непредельными соединениями, за счет присоединения к ним водорода в присутствии катализаторов. Они позволяют также осуществить переработку тяжелых нефтяных остатков с целью получения бензинов, дизельных и реактивных топлив и смазочных масел. Несколько забегая вперед, заметим, что в 1930 году работы Сергея Васильевича с сотрудниками по гидрогенизации были отмечены Комитетом по химизации народного хозяйства СССР при Совете Народных Комиссаров СССР премией имени Ф. Э. Дзержинского.
В 1924 году Сергей Васильевич первый раз свой летний отдых проводил в Коктебеле, отдыхал у писателя Максимилиана Александровича Волошина. В дальнейшем он очень полюбил это место Крыма и неоднократно там проводил свой отпуск. В летние месяцы дом Волошина в Коктебеле был приютом для многих деятелей литературы, искусства и науки. «Летняя семья» Волошиных, по воспоминаниям Анны Петровны Остроумовой-Лебедевой, была многолюдна. Здесь встречались люди всевозможных профессий, характеров, наклонностей и возрастов.
Среди живущих у Волошиных в то лето находились: поэты и писатели — Андрей Белый, Шервинский, Шенгели, Леонид Гроссман, Мария Шкапская, Адалис, московские профессора — А. Габричевский, Б. Ярхо. Гостили также художники Богаевский, Шаронов,
Кондауров, Костенко. Позднее приехал Валерий Брюсов. Все приезжающие первые дни заболевали «сонной болезнью» и без просыпу спали, а затем заболевали «каменной болезнью», увлекаясь собиранием на пляже красивых коктебельских камешков разных цветов и оттенков, отшлифованных как по заказу морским прибоем.
Только что приехавший Валерий Брюсов в общем разговоре стал объяснять Сергею Васильевичу, что нельзя употреблять выражение «подняться на перевал». Сергей Васильевич стал доказывать, что если такова цель прогулки, то такое выражение употреблять можно. Тогда Брюсов излишне горячо стал говорить: «Это неправильно, это неправильно! Я альпинист. Много раз поднимался в Альпах. Такого термина нет: «подыматься на перевал». Можно только сказать «перевалить через перевал». Сергей Васильевич перестал ему возражать, и тогда Брюсов набросился на молоденькую поэтессу, которая с кем-то говорила о современной поэзии, и стал резко с ней спорить. Но вскоре Брюсов отдохнул, поддался общему добродушному настроению и принял участие в общих прогулках и развлечениях.
Время в Коктебеле проходило весело и непринужденно. Два раза были организованы состязания поэтов. Сергей Васильевич входил в специально выбранное жюри для определения победителей этого состязания, а в нем участвовали Валерий Брюсов, Максимилиан Волошин, Сергей Шервинский, Аделина Адалис, Леонид Гроссман.
Часто по вечерам в доме Волошиных звучала музыка. Много блеска, выдумки, фантазии вносила в жизнь отдыхающих группа молодых ученых. Сочинялись либретто комических опереток, кинофильмов.
Незабываемое впечатление оставили у Сергея Васильевича и Анны Петровны прекрасные прогулки на море с целью подсмотреть «зеленый луч» — первый луч восходящего солнца. По окончании срока пребывания своего в Коктебеле Анна Петровна и Сергей Васильевич, провожаемые всеми обитателями дома Волошиных, уезжали под звуки прощальной песни, исполняемой по обычаю Волошиным со своими друзьями:
