赵昺敏锐的感觉到这是自己获得硝酸的机会。他想到前世所学到的知识，最初硝酸的获得是由公元八世纪由阿拉伯炼金术士阿布·穆萨·贾比尔·伊本·哈扬在干馏绿矾和硝石混合物时发现的。而后直到十三世纪，通过加热硝石和粘土制备了它。
这说明在这个时代硝酸的制备方法早已经实现，而他们所用的这些原料在当今也不难获得，但是具体的制造方法赵昺只能苦笑，这并非自己的专业，也只能知道个大概，一切还需要通过实验来检验。而那时他已经决定北伐，没有时间来主持研究这项工作，只能交给科学院这些土专家们了。
临行前，赵昺将自己的思路和制造的大概方式及应该注意的事项详细告知他们，然后由他们具体操作和实验，没想到他们还真给鼓捣出来了，并已经造出能小批量生产的设备，编制了生产工艺，可以投入生产。这让赵昺简直喜出望外，因为有了硝酸，他就可以造出雷汞。
雷汞近代被发明出来后，因为对火焰、针刺和撞击有较高的敏感性，在干燥状态时，即使是极轻的摩擦、冲击，也会引起爆炸，是被最早作为起爆药的物质。有了它，赵昺就可以对现下的武器进行改进，造出更为先进的后装枪成为可能。
在世人的概念中，是先有枪后有弹。其实枪的改进受制于弹药的改进，雷汞的发明使子弹发生了革命性的变化，让后膛装弹成为了现实。而后膛枪的出现更是改变战争的形态，使枪的射速更快，瞎火率降低，弹药更便于携带和保存。
后膛枪也将改变当前的作战形式，现在宋军采用线性队列战术，就是为了通过交替射击提高和维持火力密度。而后膛枪的装弹速度要优于燧发枪，这样较少的士兵就能够达到同样的火力密度，简单的说过去如果需要一个都的士兵维持三十步宽的作战面，现在一个都就能够维持五十步，甚至百步的战线。
如此算来将大幅度提高部队的作战效能，过去需要一个军完成的作战任务，也许一个师就能够做到，那样就不必再维持一支庞大数量的军队。当然新式武器的使用，也会大大提高弹药的消耗量，使战争成本增加，也会对后勤更加依赖。
不过赵昺也知道要是实现这个目标，也不是一蹴而就的。有了硝酸只是开头，试制出雷汞也只是迈出一小步，由于其的性质并不稳定，干燥时，对震动、撞击和摩擦极敏感，而且容易被火星和火焰引起爆轰。要想投入使用还需要对雷汞进行钝化处理。在没有任何参考数据的情况下，还需要投入大量的人力和物力进行实验，选出最佳的方案。
后膛枪现在更是只是‘概念’，赵昺脑袋中虽然有几种枪械的设计方案，但是要造出来也不是易事。要对当前的加工水平和能力，原材料的技术标准是否符合及现在的生产能力等等进行综合考量。所以在当下搞‘发明’是十分艰难的，要涉及到众多的学科，诸多的行业。
当然每一次‘新发明’的投入实用，也都是对大宋工业水平的一次提升，科技发展的一个质的飞跃。这让赵昺常常偷着沾沾自喜，待几百年后，这一段历史会在世界科技发展史上留下浓重的一笔，中华民族真正的开创了诸多的世界第一，而这一切都绕不过自己这个始作俑者。
让赵昺感到遗憾的是现在的每一项发明几乎都是出于军事目的，皆是用于杀戮，为了争夺生存空间和资源。但他觉得也正是因为事关生死也激发了人们的创造力，研制出了威力巨大的武器，却也变相的推动了生产力的发展和社会的进步。
科学院很快赵昺的一班‘亲传弟子’又给了他一个惊喜。这些人是他挑选的学有所长的落弟年轻士子。他们虽然科考失败，但并不能说明他们脑子不好使，而是太好使了，换句话说有些偏科，或是说有不同于世俗的想法，且有着旺盛的求知欲。
由于这些落第士子有了一定的文化基础，跟随赵昺学习了一段时间后，达到了现代初中毕业生的水平。不过他这个老师并不大称职，只是教授了些基础知识，多数是时候是让他们自学，并相互研讨共同进步。他们唯一参加的大项目就是临安城的‘沼气’工程。
这次实践活动，他们从最初的构想，到实验室的验证，及后续的局部试用和工艺调试，全部是在赵昺的指导下完成的。待大范围的铺开，他们更是全程参与，从沼气池的选点、管线的布置及路灯的设计和生产工艺的编制皆是独立完成。使这些士子在得到锻炼的同时，也激发了他们对未知探索的热情，致力于科学研究。
此次科学院的士子们为赵昺献上的是一台‘蒸汽机’，灵感来自于他上小学时自然科学上的一个小实验——开水壶喷出的蒸汽驱动纸风车。当初他只是为了让学生们直观的感受到能量的转换，让他们明白可以作为原动力的不只是来自于大自然中的风和水，也可以通过能量的转换来获得新的动力。
当赵昺看到呈现在自己眼前的‘蒸汽机’时，马上由惊喜变成惊吓了。眼前这个由水缸大小，黑乎乎的喷着白汽的家伙就像后世在八十年代曾经十分流行的土暖气炉子，再细看还不如那玩意儿呢！所以他的第一感觉就是赶紧跑，‘蒸汽机’入水和出气的就一个孔，炉体还是靠铆接的方式连接的，且没有减压阀，都不如高压锅安全。
但是赵昺还是想跑的，因为他实在下不了狠心打击这些性质正高的青年，却也是心怀忐忑，极力保持着微笑听他们讲解制造的原理和工艺。而这个过程中还有学生在炉膛里又塞上了几根木头，用气囊鼓风加大火力，他的心这会儿都提溜起来了，这要是响喽，威力不比一个炮弹的威力小，跟前这些人都得上天。
这时候的赵昺宁愿面对敌人的千军万马，也不想面对这个不知道脾性好坏的‘蒸汽机’，而随着火力的加大，从喷口喷出的蒸汽越来越浓，两个学生将一根铁管连接在喷口上。他的心又是一阵狂跳，前边就够吓人的了，这岂不是真要要人命啊！
‘噗呲、噗嗤……’听到几声喷气声，赵昺的眼睛才从‘蒸汽机’上移开，原来后边是还有乾坤。一个学生转动了下一个飞轮，他才发现后边还有一个连杆机构。在惯性的作用下，连杆带着飞轮转动起来，而蒸汽也随之喷出。他终于弄明白了，这帮人还真鼓捣出了个单活塞气缸，通过活塞的往复运动，带动连杆，让飞轮转了起来。
“好，赏！”赵昺高喊一声，让学生们赶紧撤火降温。因为他明白，一旦活塞被卡住，或是连杆失速停止运动，那么蒸汽无法外泄，不是炉体爆炸，就是气缸炸裂，自己是小命不保，还是赶紧的结束观摩要紧。
说话间，在赵昺的指导下，大家先是七手八脚的灭火，然后迅速摘下连接管，让剩余的蒸汽外泄，他这才松了口气。但是无论如何，这个东西已经有了蒸汽机的雏形，起码可以作为动力发生器完成了对连杆的驱动。中肯的说，就这个破玩意儿开创了历史，很可能成为世界第一次工业革命的动力源。
赵昺虽然受了些惊吓，但他对众人肯动脑子独立完成了炉体和气缸的设计，并制造出姑且算作蒸汽机的模型，感到很欣慰。既然说了要赏，赵昺当然不会食言，奖励‘蒸汽机’攻关小组两千贯，以资鼓励。众人听了齐声谢恩，脸上个个喜气洋洋，这不仅是因为得到了赏赐，更重要的是得到了皇帝的肯定。
现在赵昺在大宋臣民，尤其是年轻士子的眼中无异于‘神’一般的存在，可以称之为政治家、军事家、医学家、发明家等等一系列带‘家’的称号。现在他们的创造竟然得到了肯定和夸奖，当然是十分高兴，就是不知道他们若是知道自己干了一件改变历史进程的大事，就得到区区二千贯的赏赐会是什么心情？
待大家都冷静下来以后，赵昺开始进行现场讲解，指出徒弟们设计中的不足，尤其是对于他们在没有考虑和采取到任何安全措施的情况下，就敢造出实物进行实验的‘傻大胆儿’行为进行了严厉的批评，指出其中的危险性。同时告诫他们不要再犯这种愚蠢的错误，什么时候都要将人身安全放在第一位。
这会儿一帮胆儿肥的家伙们才意识到自己犯了多么大的错误，他们险些将皇帝给一起送上西天，而赵昺也暗自叹气，看来自己也要尽尽师傅的职责了，教给他们新的知识，并引入新的概念。至于蒸汽机什么时候能投入实用，他也不敢保证，但可以肯定将是一个漫长的过程……