不過趙昺也有一只能下蛋的母雞，那就是皇家科學院。這個單位他定位于對實用技術的研究，也就是他思路，設置課題，由他們進行研究和解決，并最終造出可以用于實際應用。當下已經投入實用的沼氣燈就是出自于他們之手。
在陳普拒絕出任院長之后，趙昺委任大匠李栩為院長。這老頭兒現在已經七旬了，他既有理論基礎，又有實踐經驗，現在各個工程部隊筑城、修堤和建屋都采用其制定的規范。而現在他手下已經有從各地選拔和征調能工巧匠及各行各業的人才近千人，但主要集中在制造行業，也有少部分人從事冷門學科的研究。
科學院的院址選擇在鳳凰山南麓的一片占地上千畝的谷地中，遠離塵囂，十分僻靜，鬧出點什么動靜也不會引起亂子。當然這些人也不會閉門造車，他們的任務就是解決實際問題，所以也常會受各個工坊和工地的邀請前去指導工作，解決實際問題。
花費重金打造的這支隊伍，當然不是白養的，現在已經有幾項新技術誕生，已經完成實驗室的試制，正在研究如何進行實際應用和批量生產的工藝。
趙昺最敢欣慰的是金屬機床的試制成功，不要小看這小小的進步。過去采用的機加工設備大部分構件都是木質的，這也是源于材料易得和便于加工。但是缺陷也是極為致命的，就是其的工作不穩定性，導致加工精度不足，無法對精密零件進行加工及難以達到標準統一。
金屬機床的穩定性要遠高于木質機床，能夠提高產品質量和進行較為精密的加工。雖然知道好處多多，但制造出來確實不容易，這涉及到從冶金到加工等等多個方面。所以這個工作在軍器坊成立之初就在進行，可以說是邊研究邊實踐，逐步用金屬零件替代木制零件。
到如今科學院試制成功的金屬機床已經是第三代了，當然即便如此也無法與現代即便已經報廢的機床相提并論，不過趙昺相信有了這臺母機，就可以制造出精度更高的機床，進而進行量產，完成設備的更新換代，這已經足以讓他感到驕傲了。
讓趙昺最為興奮的是科學院居然成功的造出了硝酸，且搞出了可以用于生產的工藝。大家都知道硝酸在工業中是必不可少的的一種原料，而在這個時代還是一種難以得到的東西，讓他已經心心念念很久了。不過硝酸的生產也是來自于他一次在將作監的視察。
在這個時代，每年宮中出于自用和賞賜的需要，都要制造大量的金銀器，而這也是將作監的主要工作之一。當然雖然有些器具號稱金器，但并非是純金的，其實只是鎏金的。他十分好奇在古代社會工匠是如何做到的，而那天恰好見到了整個工藝過程。
古代的鍍金工藝利用的原理系將金熔于水銀之中，形成金泥，涂于銅或銀器表面，加溫，使水銀蒸發，金就附著于器表，謂之鎏金，近代稱為“火鍍金”。這是古代最精湛的金屬工藝裝飾技法之一，在春秋戰國時已出現，已經有上千年的歷史。
趙昺觀看時發現其工藝流程大體分數個步驟首先是做“金棍”，將銅棍前端錘扁，略翹起。打磨光滑，抹上熱酸梅湯后沾滿水銀，晾干；其次是煞金將黃金碎片放入水銀之中，加熱熔解；隨之倒入冷水之中，形成濃稠的黃金和水銀的混合物―金泥。
再一步是抹金用“金棍”沾起金泥，再沾一種混合液將其涂在銅器上，用細漆刷沾著神秘的溶液把金泥刷勻。其后就是開金，將燒紅的無煙木炭放在扁形鐵絲籠內，用金屬棍挑著圍著抹金的地方烘烤，讓水銀蒸發，使黃金緊貼器物表面。最后再用瑪瑙或玉石做壓子，在鍍金面上反復磨壓，以使鍍金光亮耐久。
讓趙昺最感興趣的就是涂抹在金棍上的神秘溶液，他制度在電鍍前要將器件充分除銹和除油，以便是電鍍件表面光潔，而現代最常用的方法就是用酸浸泡。他由此及彼，試著用工匠調配的神秘溶液滴在木材上時，出現了明顯的腐蝕效果，再詢問工匠這種溶液是由鹽和礬等物質混合而成時，立刻意識到這可能就是硝酸