趙昺敏銳的感覺到這是自己獲得硝酸的機會。他想到前世所學到的知識，最初硝酸的獲得是由公元八世紀由阿拉伯煉金術士阿布·穆薩·賈比爾·伊本·哈揚在乾餾綠礬和硝石混合物時發現的。而後直到十三世紀，通過加熱硝石和粘土製備了它。
這說明在這個時代硝酸的製備方法早已經實現，而他們所用的這些原料在當今也不難獲得，但是具體的製造方法趙昺只能苦笑，這並非自己的專業，也只能知道個大概，一切還需要通過實驗來檢驗。而那時他已經決定北伐，沒有時間來主持研究這項工作，只能交給科學院這些土專家們了。
臨行前，趙昺將自己的思路和製造的大概方式及應該注意的事項詳細告知他們，然後由他們具體操作和實驗，沒想到他們還真給鼓搗出來了，並已經造出能小批量生產的設備，編制了生產工藝，可以投入生產。這讓趙昺簡直喜出望外，因爲有了硝酸，他就可以造出雷汞。
雷汞近代被髮明出來後，因爲對火焰、針刺和撞擊有較高的敏感性，在乾燥狀態時，即使是極輕的摩擦、衝擊，也會引起爆炸，是被最早作爲起爆藥的物質。有了它，趙昺就可以對現下的武器進行改進，造出更爲先進的後裝槍成爲可能。
在世人的概念中，是先有槍後有彈。其實槍的改進受制於彈藥的改進，雷汞的發明使子彈發生了革命性的變化，讓後膛裝彈成爲了現實。而後膛槍的出現更是改變戰爭的形態，使槍的射速更快，瞎火率降低，彈藥更便於攜帶和保存。
後膛槍也將改變當前的作戰形式，現在宋軍採用線性隊列戰術，就是爲了通過交替射擊提高和維持火力密度。而後膛槍的裝彈速度要優於燧發槍，這樣較少的士兵就能夠達到同樣的火力密度，簡單的說過去如果需要一個都的士兵維持三十步寬的作戰面，現在一個都就能夠維持五十步，甚至百步的戰線。
如此算來將大幅度提高部隊的作戰效能，過去需要一個軍完成的作戰任務，也許一個師就能夠做到，那樣就不必再維持一支龐大數量的軍隊。當然新式武器的使用，也會大大提高彈藥的消耗量，使戰爭成本增加，也會對後勤更加依賴。
不過趙昺也知道要是實現這個目標，也不是一蹴而就的。有了硝酸只是開頭，試製出雷汞也只是邁出一小步，由於其的性質並不穩定，乾燥時，對震動、撞擊和摩擦極敏感，而且容易被火星和火焰引起爆轟。要想投入使用還需要對雷汞進行鈍化處理。在沒有任何參考數據的情況下，還需要投入大量的人力和物力進行實驗，選出最佳的方案。
後膛槍現在更是隻是‘概念’，趙昺腦袋中雖然有幾種槍械的設計方案，但是要造出來也不是易事。要對當前的加工水平和能力，原材料的技術標準是否符合及現在的生產能力等等進行綜合考量。所以在當下搞‘發明’是十分艱難的，要涉及到衆多的學科，諸多的行業。
當然每一次‘新發明’的投入實用，也都是對大宋工業水平的一次提升，科技發展的一個質的飛躍。這讓趙昺常常偷着沾沾自喜，待幾百年後，這一段歷史會在世界科技發展史上留下濃重的一筆，中華民族真正的開創了諸多的世界第一，而這一切都繞不過自己這個始作俑者。
讓趙昺感到遺憾的是現在的每一項發明幾乎都是出於軍事目的，皆是用於殺戮，爲了爭奪生存空間和資源。但他覺得也正是因爲事關生死也激發了人們的創造力，研製出了威力巨大的武器，卻也變相的推動了生產力的發展和社會的進步。
科學院很快趙昺的一班‘親傳弟子’又給了他一個驚喜。這些人是他挑選的學有所長的落弟年輕士子。他們雖然科考失敗，但並不能說明他們腦子不好使，而是太好使了，換句話說有些偏科，或是說有不同於世俗的想法，且有着旺盛的求知慾。
由於這些落第士子有了一定的文化基礎，跟隨趙昺學習了一段時間後，達到了現代初中畢業生的水平。不過他這個老師並不大稱職，只是教授了些基礎知識，多數是時候是讓他們自學，並相互研討共同進步。他們唯一參加的大項目就是臨安城的‘沼氣’工程。
這次實踐活動，他們從最初的構想，到實驗室的驗證，及後續的局部試用和工藝調試，全部是在趙昺的指導下完成的。待大範圍的鋪開，他們更是全程參與，從沼氣池的選點、管線的佈置及路燈的設計和生產工藝的編制皆是獨立完成。使這些士子在得到鍛鍊的同時，也激發了他們對未知探索的熱情，致力於科學研究。
此次科學院的士子們爲趙昺獻上的是一臺‘蒸汽機’，靈感來自於他上小學時自然科學上的一個小實驗——開水壺噴出的蒸汽驅動紙風車。當初他只是爲了讓學生們直觀的感受到能量的轉換，讓他們明白可以作爲原動力的不只是來自於大自然中的風和水，也可以通過能量的轉換來獲得新的動力。
當趙昺看到呈現在自己眼前的‘蒸汽機’時，馬上由驚喜變成驚嚇了。眼前這個由水缸大小，黑乎乎的噴着白汽的傢伙就像後世在八十年代曾經十分流行的土暖氣爐子，再細看還不如那玩意兒呢！所以他的第一感覺就是趕緊跑，‘蒸汽機’入水和出氣的就一個孔，爐體還是靠鉚接的方式連接的，且沒有減壓閥，都不如高壓鍋安全。
但是趙昺還是想跑的慾望，因爲他實在下不了狠心打擊這些性質正高的青年，卻也是心懷忐忑，極力保持着微笑聽他們講解制造的原理和工藝。而這個過程中還有學生在爐膛裡又塞上了幾根木頭，用氣囊鼓風加大火力，他的心這會兒都提溜起來了，這要是響嘍，威力不比一個炮彈的威力小，跟前這些人都得上天。
這時候的趙昺寧願面對敵人的千軍萬馬，也不想面對這個不知道脾性好壞的‘蒸汽機’，而隨着火力的加大，從噴口噴出的蒸汽越來越濃，兩個學生將一根鐵管連接在噴口上。他的心又是一陣狂跳，前邊就夠嚇人的了，這豈不是真要要人命啊！
‘噗呲、噗嗤……’聽到幾聲噴氣聲，趙昺的眼睛才從‘蒸汽機’上移開，原來後邊是還有乾坤。一個學生轉動了下一個飛輪，他才發現後邊還有一個連桿機構。在慣性的作用下，連桿帶着飛輪轉動起來，而蒸汽也隨之噴出。他終於弄明白了，這幫人還真鼓搗出了個單活塞氣缸，通過活塞的往復運動，帶動連桿，讓飛輪轉了起來。
“好，賞！”趙昺高喊一聲，讓學生們趕緊撤火降溫。因爲他明白，一旦活塞被卡住，或是連桿失速停止運動，那麼蒸汽無法外泄，不是爐體爆炸，就是氣缸炸裂，自己是小命不保，還是趕緊的結束觀摩要緊。
說話間，在趙昺的指導下，大家先是七手八腳的滅火，然後迅速摘下連接管，讓剩餘的蒸汽外泄，他這才鬆了口氣。但是無論如何，這個東西已經有了蒸汽機的雛形，起碼可以作爲動力發生器完成了對連桿的驅動。中肯的說，就這個破玩意兒開創了歷史，很可能成爲世界第一次工業革命的動力源。
趙昺雖然受了些驚嚇，但他對衆人肯動腦子獨立完成了爐體和氣缸的設計，並製造出姑且算作蒸汽機的模型，感到很欣慰。既然說了要賞，趙昺當然不會食言，獎勵‘蒸汽機’攻關小組兩千貫，以資鼓勵。衆人聽了齊聲謝恩，臉上個個喜氣洋洋，這不僅是因爲得到了賞賜，更重要的是得到了皇帝的肯定。
現在趙昺在大宋臣民，尤其是年輕士子的眼中無異於‘神’一般的存在，可以稱之爲政治家、軍事家、醫學家、發明家等等一系列帶‘家’的稱號。現在他們的創造竟然得到了肯定和誇獎，當然是十分高興，就是不知道他們若是知道自己幹了一件改變歷史進程的大事，就得到區區二千貫的賞賜會是什麼心情？
待大家都冷靜下來以後，趙昺開始進行現場講解，指出徒弟們設計中的不足，尤其是對於他們在沒有考慮和採取到任何安全措施的情況下，就敢造出實物進行實驗的‘傻大膽兒’行爲進行了嚴厲的批評，指出其中的危險性。同時告誡他們不要再犯這種愚蠢的錯誤，什麼時候都要將人身安全放在第一位。
這會兒一幫膽兒肥的傢伙們才意識到自己犯了多麼大的錯誤，他們險些將皇帝給一起送上西天，而趙昺也暗自嘆氣，看來自己也要儘儘師傅的職責了，教給他們新的知識，並引入新的概念。至於蒸汽機什麼時候能投入實用，他也不敢保證，但可以肯定將是一個漫長的過程……