Par to, kas uztur dzīvību uz Zemes

Plazma, ķīmija, jauni materiāli un tehnoloģijas Latvijā

Latvijas Zinātņu akadēmijas fonda priekšsēdētājs akadēmiķis Tālis Millers

Akadēmiskā lekcija LZA rudens pilnsapulcē 2002.gada 28.novembrī (saīsināta)

Neorganiskās ķīmijas institūta pētījumi plazmas ķīmijas un plazmas tehnoloģijas veidošanā un attīstībā tika sākti 1965.gadā, tie veltīti dažādu elementu un savienojumu mijiedarbības un zemtemperatūras plazmas plūsmu likumsakarību noskaidrošanai, lai izstrādātu tehnoloģiskos procesus pārklājumu iegūšanai ar noteiktām ekspluatācijas īpašībām un grūti kūstošu savienojumu (karbīdu, nitrīdu, oksīdu, borīdu) un to kompozīciju sintēzei ultradispersu (daļiņu izmērs mazāks par 100 nm) pulveru veidā, kā arī lai noskaidrotu to praktiskās izmantošanas iespējas.

Ir iegūts ļoti bagātīgs eksperimentālu un teorētisku datu klāsts par daļiņu kustību, uzsilšanu un iztvaikošanu augsttemperatūras gāzu plūsmās un jaunu savienojumu veidošanās kinētiku un mehānismu, kā arī par iespējām mērķtiecīgi vadīt šos fizikālos un ķīmiskos procesus.

Izmantojot iegūtos datus, ir izstrādāti sastāvi un tehnoloģiskie procesi pārklājumiem, kuri izmantoti, piemēram, kosmosā lidojošu objektu termoregulējošās sistēmās, dažādu mašīnu un konstrukciju detaļu atjaunošanai un ekspluatācijas īpašību uzlabošanai. Šo tehnoloģiju izmantoja 14 Latvijas rūpnīcas.

Izstrādāti tehnoloģiskie procesi daudzu grūti kūstošu savienojumu sintēzei ultradispersu pulveru veidā, eksperimentālā ražošanā ieviests vairāk nekā 20 procesu.

Pulveri izmantoti jaunu materiālu izstrādei, piemēram, metālgriešanas instrumentu ražošanai, mehāniski, termiski, ķīmiski un nodilumizturīgu keramisko detaļu izgatavošanai gāzturbīnu, lidmašīnu, raķešu un citu konstrukciju darbības nodrošināšanai. Tie lietoti arī daudzkārt izmantojamā kosmosa lidaparāta „Buran” vajadzībām, metālu un polimēru struktūras un īpašību uzlabošanai.

Darbs intensīvi turpinās arī pēdējos gados, un vairāki sadarbības līgumi ar ārvalstīm apliecina tā augsto vērtējumu arī ārpus Latvijas robežām.

Mēs zinām seno grieķu uzskatus, ka apkārtējo vidi veido četri elementi: zeme, ūdens, gaiss un uguns. Ja šos uzskatus saistām ar vielas agregātstāvokļiem, tad minētie elementi atbilst vielas cietajam, šķidrajam, gāzveida un plazmas stāvoklim. Kā zināms, viela maina agregātstāvokli, tai pievadot vai atņemot enerģiju. Vielu īpašības dažādos agregātstāvokļos atšķiras.

Kas ir plazma?

Samērā precīza un vienkārša ir tās definīcija — plazma ir jonizēta gāze. Lai jonizētu kādu vielu, no tās atoma ārējās elektronu čaulas ir jāatrauj vismaz viens elektrons. To var panākt, pievadot samērā lielu, bet dažādām vielām atšķirīgu enerģijas daudzumu. Joniem un elektroniem sasniedzot zināmu koncentrāciju, mēs varam runāt par vielas pāriešanu plazmas stāvoklī ar tai raksturīgajām īpašībām — starojumu dažādos spektra rajonos, elektrovadāmību, pakļaušanos magnētiskā un elektriskā lauka iedarbībai, lielu enerģijas koncentrāciju, visu vai atsevišķu elektriski lādēto daļiņu lielu kinētisko enerģiju, t.i., augstu temperatūru u.c. Visbiežāk jonizāciju panāk ar elektrības izlādi attiecīgajā vidē, un šo principu izmanto praktiski visos plazmas ģeneratoros. Viela plazmas stāvoklī var pastāvēt, tikai nodrošinot pastāvīgu enerģijas pievadīšanu. Lai gan mākslīgi izraisīta elektrības izlāde gāzēs pazīstama jau vairākus gadsimtus, tomēr tikai pagājušā gadsimta divdesmitajos gados ievērojams šo procesu pētnieks Lengmirs vielas stāvokli, kurš veidojās izlādes telpā, apzīmēja ar terminu “plazma”. Tas ātri guva vispārēju atzīšanu, lai gan šo pašu terminu izmanto arī bioloģijā un medicīnā gluži citā nozīmē.

Temperatūra plazmā var būt no dažiem tūkstošiem oK līdz desmitiem miljonu oK. Atkarībā no temperatūras plazmu nosacīti iedala augsttemperatūras (virs 100 000 oK) un zemtemperatūras (zem 100 000 oK) plazmā. Ar augsttemperatūras plazmu nodarbojas kodolenerģijas iegūšanas pētnieki un militārie speciālisti (atombumbas), bet citās nozarēs ļoti plaši izmanto zemtemperatūras plazmu.

Runājot par plazmas temperatūru, jāatceras, ka plazmu veido divu tipu daļiņas — relatīvi smagi pozitīvi lādēti joni, arī molekulas un atomi un pēc masas daudz mazākie elektroni. Ja šo daļiņu koncentrācija ir liela, notiek intensīva enerģijas apmaiņa un visu daļiņu kinētiskā enerģija, t.i., temperatūra ir līdzīga ( Tsm.d. Å Tel.). Tas nozīmē, ka visa sistēma kopumā ir kvazilīdzsvarā un tā pakļaujas klasiskās ķīmijas likumsakarībām. Šāda situācija veidojas, ja spiediens telpā, kurā notiek izlāde, ir tuvs atmosfēras spiedienam vai pārsniedz to. Nosacīti to nosauc par “termisko” plazmu. Ja spiediens ir neliels, daļiņu koncentrācija arī ir relatīvi neliela, daļiņu sadursme notiek daudz retāk, elektronu kā daudz mazāko daļiņu brīvais noskrējiens elektriskajā laukā palielinās, un tie iegūst daudz lielāku kinētisko enerģiju, t.i., to temperatūra ir stipri augstāka (Tsm.d. << Tel.). Veidojas nelīdzsvara situācija, un tajā notiekošo procesu aprakstīšanai vairs nevar lietot klasiskos vienādojumus. Šādu plazmu sauc par “auksto”. No iepriekš teiktā varam secināt, ka plazmas galvenās īpašības ir

a) ļoti augsta temperatūra,

b) liela enerģijas koncentrācija (entalpija),

c) augsta reaģētspējīgu daļiņu koncentrācija,

d) spēcīgs starojums,

e) iespēja mainīt vides raksturu (neitrāls, oksidējošs, reducējošs, citādi ķīmiski aktīvs),

f) pastāv iespēja mainīt visas iepriekšminētās īpašības plašās robežās.

Ir jautājums: ”Vai viela savā ceturtajā agregātstāvoklī ir izplatīta?” Un ir viena un noteikta atbilde: ”Ja raugāmies globālā mērogā, tad mēs kā tādi sīki veidojumi burtiski peldam plazmā.” Visas zvaigznes, ko redzam pie debesīm, arī Saule, sastāv no plazmas, starpzvaigžņu un starpgalaktiku telpu arī piepilda plazma, un, pēc dažādu speciālistu vērtējuma, 99,0 — 99,9% Visuma sastāv no vielas plazmas stāvoklī.

Arī Sauli - mūsu sistēmas centrālo objektu — veido augsttemperatūras plazma tās centrālajā daļā ar temperatūru virs 106 oK, kur notiek kodoltermiskās reakcijas, ūdeņradim pārvēršoties hēlijā, un šo reakciju pavadošā masas pārvēršanās enerģijā, gan zemtemperatūras ar temperatūru (6-10) 103 oK uz virsmas. Tikai pateicoties Saules, tātad plazmas, izstarotajai enerģijai, pastāv un, iespējams, arī radās dzīvība uz Zemes.

Arī skaistās ziemeļblāzmas, kuras dažreiz izdodas novērot arī mūsu platuma grādos, ir redzamās plazmas izpausmes. Šī dabas parādība ir “aukstās” plazmas veidošanās rezultāts.

Neatkarīgi no cilvēka darbības un gribas novērojam vēl vienu dabas parādību, kuras pamatā ir elektrības izlāde gaisā, — zibeni un pērkonu. Šīs izlādes laikā notiek cilvēka nerosināta, bet augu valstij ļoti nozīmīga un zinātnieku daudz pētīta ķīmiska reakcija, kuras rezultātā no gaisā esošā slāpekļa un skābekļa veidojas slāpekļa oksīdi. Tie kopā ar lietus ūdeni nonāk uz zemes un darbojas kā vērtīgs slāpekļa mēslojums.

Neliels daudzums vielas plazmas stāvoklī ir arī jebkurā liesmā, jo daži ļoti plaši izplatīti viegli jonizējošie elementi, piemēram, nātrijs un kālijs, atrodami piemaisījumu veidā daudzos degošajos materiālos.

Plaši pazīstams cilvēku radīts “aukstās” plazmas piemērs ir t.s. dienasgaismas spuldzes un krāsainās reklāmas.

Zemes apstākļos plazma tomēr nav stabils vielas stāvoklis, ja to neuztur, pastāvīgi pievadot enerģiju. Savām vajadzībām (pētīšanai, tehnoloģiskajos procesos u.c.) cilvēks vielu plazmas stāvoklī iegūst t.s. plazmas ģeneratoros. To darbības pamatā ir elektrības izlāde gāzēs pie normāla, pazemināta vai arī paaugstināta spiediena. Šim nolūkam parasti izmanto elektriskā loka, augstfrekvences, superaugstfrekvences (radiofrekvences) izlādi vai izlādi pie pazemināta spiediena.

Elektrības izlāde ģeneratorā notiek kādā gāzē, kuras sastāvu mēs varam mērķtiecīgi izvēlēties. Visplašāk izmantojamās plazmu veidojošās gāzes ir argons, hēlijs, slāpeklis, skābeklis, ūdeņradis, gaiss un arī citas, kas ļauj pēc vajadzības mainīt vides raksturu. Tas ir īpaši nozīmīgi ķīmisko procesu norisei. Plazmas sastāvs un īpašības ir atkarīgas no izmantotās gāzes, pievadītās enerģijas un spiediena. Plazmas ģenerēšana pazemināta spiediena iekārtās bija pazīstama jau samērā sen, elektriskā loka izlādes plazmotrona princips tika demonstrēts tikai 1924.gadā, bet pirmās reāli darbojošās to konstrukcijas tika izstrādātas tikai 20.gs. 50. gados, kad radās aktuāla vajadzība tos izmantot.

Augstfrekvences plazmas ģeneratora princips izstrādāts vēl vēlāk — tikai pagājušā gadsimta 40. gados, bet to rūpnieciskā ražošana izvērsta tikai 60. gados. Jāsaka, ka laika gaitā un it īpaši līdz ar plazmas tehnoloģiskās izmantošanas strauju paplašināšanos visdažādākajās nozarēs plazmas ģeneratoru konstrukcijas strauji modernizējās un modificējās, piemērojoties konkrētām vajadzībām.

Plazmas izmantošana krasi mainīja daudzu nozaru attīstību: metālu un materiālu griešanu un metināšanu, augsttemperatūras un speciālo pārklājumu uzklāšanu, metalurģiju, radiotehnikas un elektronikas materiālu ražošanu u.c., tai skaitā arī ķīmijas rūpniecību. Runājot par pēdējo, jāmin tikai daži plazmas tehnoloģijas izmantošanas piemēri — ozona sintēze, slāpekļa savienojumu iegūšana (oksīdi, ciānūdeņradis, diciāns), ogļūdeņražu pirolīze nolūkā iegūt acetilēnu, ogļu gazifikācija, cirkonija dioksīda iegūšana un citi.

Jau 1955.gadā publicēti rezultāti, ka elektrības izlādē pie pazemināta spiediena vidē, kurā ir metāns, amonjaks, ūdeņradis un ūdens tvaiks, pēc zināma laika līdz ar gāzveida savienojumiem CO, CO2 un N2 veidojas polimēru masa, kurā identificētas aminoskābes glicīns un alamīns, bet sērūdeņraža klātbūtnē veidojas sarkozīns un citi sēru saturoši savienojumi. 2002.gadā līdzās jau agrāk starpzvaigžņu telpā (plazmā) konstatētajām organisko savienojumu molekulām atklāta glicīna klātbūtne. Kā zināms, aminoskābes ir viens no peptīdu un olbaltumvielu uzbūves ķieģelīšiem. Tādā kārtā iespējams, ka plazma ir ne tikai dzīvības uzturētāja uz zemes (Saule), bet arī savulaik veidoja pamatus tās sākumam.

Kā jau teicu, plazmas ķīmijas, plazmas tehnoloģijas un jaunu materiālu pētījumi Neorganiskās ķīmijas institūtā (NĶI) tika sākti 1965.gadā. Sākotnējais nelielais zinātnieku kolektīvs, izvēršot un attīstot pētījumus, bija izaudzis līdz 21 cilvēkam, 1969.gadā izveidoja pastāvīgu laboratoriju — Augsttemperatūras sintēzes laboratoriju (ATSL). Pēc vairākiem gadiem aizejot no pagaidu telpām Rīgas Tehnoloģisko rīku rūpnīcā un šādiem darbiem vāji piemērotajā ēkā Daugavpils ielā, laboratorija 1973.gadā pārdislocējās uz jaunuzbūvēto korpusu Salaspilī. Kolektīvs papildinājās ar pašu spēkiem un sadarbībā ar Rīgas Politehniskā institūta Ķīmijas fakultātē sagatavotajiem jaunajiem speciālistiem un arī citiem speciālistiem, skaitliskais sastāvs izauga līdz 65 pētniekiem. Organizatoriski laboratorijas darbs notika 10 grupās, no kurām 4 strādāja tieši ar plazmu, fosfora nitrīdu grupa pamatā izmantoja citas sintēzes metodes, bet 5 grupas bija t.s. apkalpojošās, kurās gan arī tika veikts nozīmīgs zinātniskais darbs.

Uz ATSL bāzes 80. gados izveidoja trīs laboratorijas: augsttemperatūras sintēzes, plazmas procesu un disperso sistēmu laboratorijas.

Ar 1976.gadu pie NĶI darbu uzsāka Neorganisko materiālu speciālais konstruktoru — tehnologu birojs, kura uzdevums bija ATSL tehnoloģiskās izstrādnes izmantot konkrētu tehnoloģisko procesu veidošanai un nodrošināt attiecīgas produkcijas eksperimentālo ražošanu. Sakarā ar lielo pieprasījumu un daudzajiem pasūtījumiem blakus laboratorijai uzbūvēja telpas arī Neorganisko materiālu speciālā konstruktoru tehnologu biroja vajadzībām, kurās 80. gadu vidū strādāja jau 220 darbinieki. Pēc 1992.gada uz biroja bāzes izveidojās SIA ”Neomat” un “Terpa”, bet no jauna izveidota SIA “Plazma. Keramika. Tehnoloģija” (PCT).

Vēl var piebilst, ka ATSL kolektīvs veica ļoti lielu darbu, organizējot daudzus pasākumus, piemēram, pirmo Vissavienības plazmas ķīmijas skolu (1968.g.), pirmo Vissavienības konferenci par neorganisko savienojumu sintēzi plazmā, regulāri daudzas konferences un seminārus par šaurāku tematiku.

Ar PSRS Valsts zinātnes un tehnikas komitejas lēmumu jau 1971.gadā NĶI tika noteikts kā vadošais institūts, kurš pētīja grūti kūstošu savienojumu sintēzi plazmā un līdz ar to koordinēja visus pētījumus šinī jomā.

Par pētījumiem un to rezultātiem. Visu šo laiku, bet it īpaši sākuma periodā, ir veikts ļoti liels apjoms visai sarežģītu, zināšanu un darbietilpīgu pētījumu, nereti izstrādājot jaunus metodiskus risinājumus, par izejvielu daļiņu kustību, uzsilšanu un iztvaikošanu termiski un gāzdinamiski ļoti neviendabīgās plazmas (gāzu) plūsmās, par fāžu un ķīmiskā sastāva un daļiņu izmēru un formas maiņu kustības laikā, par ķīmisko procesu kinētiku un mehānismu, reakcijas kondensētu produktu veidošanos, to daļiņu augšanu un fizikāli ķīmiskajām īpašībām. Visi eksperimenti, pirms kuriem vēl tika veikti daudzi teorētiski aprēķini un vērtējumi, notika ar vairākiem desmitiem objektu (elementu, savienojumu), strādājot plazmas ģeneratoram ar dažādu, bet fiksētu jaudu un dažādām plazmu veidojošām gāzēm. Šim nolūkam tika izmantoti elektriskā loka un augstfrekvences plazmatori, kuru ģenerētās plazmas strūklas ievērojami atšķiras ar vairākiem parametriem.

Pētījumu uzdevumi ir atšķirīgi atkarībā no tā, vai mēs gribam rezultātus izmantot procesu izstrādāšanai pārklājumu iegūšanai vai savienojumu sintēzei ultradispersu pulveru veidā.

Par pārklājumiem. Plazmas pārklājumu uzklāšanas principiālā shēma ir visai vienkārša. Izejmateriālu pulvera veidā ievada plazmas strūklā, nodrošina apstākļus, lai daļiņas izkustu pilnībā vai izkustu to ārējais slānis. Vienlaikus daļiņas iegūst zināmu ātrumu un, atsitoties pret pārklājamo virsmu un atdziestot, veido uz tās pārklājumu. Ievadīt plazmas strūklā, protams, varam ne tikai viena, bet arī vairāku savienojumu daļiņas, un tad termiskās iedarbības rezultātā uz virsmas var veidoties jauns savienojums ar atšķirīgām īpašībām.

Pārklājumu sastāvu un uzklāšanas tehnoloģisko procesu izstrādē mums izveidojās laba sadarbība ar Zemes mākslīgo pavadoņu, galvenokārt pilotējamo, konstruēšanas, izgatavošanas un darbības nodrošināšanas vadošo organizāciju (galvenais konstruktors akadēmiķis S.Koroļevs).

Ar saviem pētījumiem mēs piedalījāmies t.s. termoregulējošo sistēmu izstrādē, kuru uzdevums ir nodrošināt atbilstošu temperatūras režīmu kosmosā lidojoša objekta čaulas iekšpusē. Viens no šīs sistēmas elementiem ir pārklājumi gan uz ārējās virsmas (t.s.”baltie” pārklājumi), gan arī uz atsevišķu detaļu virsmas, kuras nav pakļautas Saules starojumam (t.s. “melnie” pārklājumi). Šīs sadarbības ietvaros tika veikti ļoti plaši pētījumi, un to rezultāti tika arī praktiski izmantoti.

Par šiem un daļēji arī par ultradispersu pulveru sintēzi un izmantošanu, Neorganiskās ķīmijas institūts kopā ar dažām citām organizācijām 1975.gadā saņēma PSRS Ministru Padomes I pakāpes prēmiju.

Pētījumu rezultāti par pārklājumu iegūšanu plaši izmantoti arī tehnoloģisko procesu izstrādei mašīnu un konstrukciju detaļu atjaunošanai vai īpašību uzlabošanai vairāku Latvijas tautsaimniecības nozaru un daudzu uzņēmumu vajadzībām. Jauno tehnoloģiju efektīvi izmantoja automodeļu, lauksaimniecības, mežu izstrādes, ceļu būvniecības, tekstilrūpniecības, ķīmijas rūpniecības, mašīnbūves un citu nozaru mašīnu detaļu remontam. Astoņdesmito gadu vidū Latvijā šo tehnoloģiju izmantoja 14 cehi un iecirkņi Rīgā, Siguldā, Cēsīs, Tukumā, Daugavpilī u.c. Pēdējos gados šīs tehnoloģijas izmantošana dažādu apstākļu dēļ ir sašaurinājusies. Tomēr, piemēram, uz NĶI konstruktoru biroja plazmas pārklājumu nodaļas bāzes izveidotā SIA “Terpa” veic lielu darbu, atjaunojot arī visai sarežģītas detaļas autobusiem, ārzemju marku automašīnām un citām vajadzībām.

Par grūti kūstošu savienojumu sintēzi ultradispersu pulveru veidā. Atšķirībā no pārklājumu uzklāšanas ar plazmas tehnoloģiju, kad izejvielu pulverus vajadzētu tikai daļēji vai pilnīgi izkausēt, sintēzes gadījumā nepieciešams izejvielas pilnīgi pārvērst tvaika (gāzes) stāvoklī. Lai to panāktu, izejvielas jāievada plazmas strūklas centrālajā daļā, kur ir visaugstākā temperatūra. Šeit jāatceras, ka plazmas strūklā ir novērojami lieli temperatūras, plūsmas ātruma un entalpijas gradienti. Kā jau minēts iepriekš, tehnoloģiskās izstrādes mēs balstījām, izmantojot plašus pētījumus par daļiņu kustību, uzsilšanu un iztvaikošanu atkarībā no izejvielu sastāva, ģeneratora darba jaudas, plazmu veidojošās gāzes sastāva un vairākiem citiem parametriem. Tas ļāva veiksmīgi risināt tehnoloģiskos uzdevumus un izstrādāt konkrētu savienojumu sintēzes tehnoloģiju. Laboratorijā izstrādāti tehnoloģiskie procesi vairāk nekā 50 individuālu savienojumu un to kompozīciju sintēzei. Vairāk nekā 20 no tiem ir izmantoti eksperimentālajā ražošanā institūta Neorganisko materiālu speciālajā konstruktoru tehnologu birojā.

Ļoti lielu uzmanību veltījām sintezēto savienojumu ultradispero daļiņu pētījumiem, kas savukārt ļāva mērķtiecīgi strādāt pie materiālu iegūšanas ar noteiktām īpašībām. Iegūto daļiņu izmērs ir ļoti mazs — mazāks par 1mkm, bet vairumā gadījumu 5 — 100nm. Daļiņas pārsvarā ir monokristāli, kam raksturīga noteikta ģeometriskā forma. To kristāliskais režģis satur daudz defektu. Ņemot vērā šādu daļiņu nelielos izmērus, defektiem bagāto struktūru, lielo īpatnējo virsmu un vēl citus faktorus, to īpašības ievērojami atšķiras no tāda paša sastāva masīviem veidojumiem. Piemēram, to saķepšanas temperatūra ir ievērojami zemāka, teicami saistās ar matricu (materiāli, polimēri), kurā tās ievada, u.c. Tāpēc arī nereti rodas iespējas iegūt materiālus ar krietni uzlabotām ekspluatācijas īpašībām.

Ļoti pozitīvi vērtējams arī fakts, ka, izmantojot plazmas tehnoloģiju, iespējams sintezēt ne tikai individuālus savienojumus, bet arī to kompozīcijas. Tas ievērojami paplašina sintezēto savienojumu izmantošanas iespējas jaunu materiālu veidošanā.

Materiālu izstrādi, izmantojot ultradispersos pulverus, bet it īpaši to pārbaudi un ražošanu veicām, plaši sadarbojoties ar daudzām citām organizācijām. Jāsaka, ka šī sadarbība bija visai auglīga un rezultātā radīta virkne materiālu un izstrādājumu, kuri izmantoti visdažādākajās nozarēs: metālgriešanas instrumenti, metālu un polimēru struktūras un īpašību modificēšana, konstrukciju keramika, katalizatori, cietie elektrolīti un citās.

Tā, piemēram, uz ultradisperso pulveru bāzes radītos metālgriešanas instrumentus ražoja rūpnīcas Noginskā (supercietos) un Lugā (“kortinīta” tipa keramiskos). Dienvidslāvijā Bosnijas teritorijā tika uzcelta rūpnīca “silinīta” tipa keramisko metālgriešanas instrumentu ražošanai, bet kara laikā no 1992. līdz 1995.gadam to pilnībā nopostīja. Pašreiz turpinās instrumentu materiālu izstrāde uz titāna karbonitrīda bāzes.

Plaša darbības joma bija saistīta ar materiālu izstrādi t.s. keramiskā iekšdedzes dzinēja programmas ietvaros. Tam bija nepieciešami materiāli ar augstu mehānisko, ķīmisko un trieciena izturību un arī nelielu savstarpējās berzes koeficentu augstās temperatūrās. Tāds keramiskais dzinējs tika izgatavots un pārbaudīts darbībā, bet tālāku pielietojumu dažādu apstākļu pēc, tāpat kā citās valstīs radītie keramiskie dzinēji, neatrada. Tomēr iegūtie rezultāti sekmīgi tika izmantoti citās nozarēs, piemēram, daudzkārt izmantojām kosmosa kuģī “Buran”, cilvēku un mehānismu aizsardzībai pret koncentrētiem triecieniem, mašīnbūvē un citur. Šīs izstrādes turpina izraisīt lielu interesi, un to pilnveidošana turpinās jau starptautiski finansētu projektu ietvaros.

Ļoti interesanti rezultāti iegūti par ultradisperso (nano-) pulveru izmantošanu metālu un polimēru struktūras un īpašību modificēšanai. Sadarbībā ar Krasnojarskas alumīnija kombinātu plaši pētīta alumīnija un alumīnija sakausējumu īpašību, bet ar Ačinskas metalurģisko kombinātu — niķeļa un tā sakausējumu īpašību maiņa ultradispersu pulveru nelielu piedevu ietekmē. Pētījumu rezultāti izmantoti praksē, panākot ievērojamu mehānisko un korozijas uzlabošanos. Polimēru materiālu sakarā īpaši atzīmējams, ka šādas piedevas ievērojami paaugstina ietekmi uz nodilumizturību un īpaši izturību ļoti zemās.

Ultradispersie pulveri sekmīgi izmēģināti arī cieto elektrolītu (degšanas šūnu), katalizatoru un to nesēju, siltumvadošas keramikas un citu materiālu izgatavošanai. Pētījumi šajās un arī citās jomās turpinās.