Узагальнено результати ориґінальних теоретичних і експериментальних досліджень в області фізики міцности, мікро- і наноплинности, кінетики й механізму домішкового окрихчення найбільш легких металів із ГЩП-ґратницею − берилію і магнію, а також алюмінію і титану. Частина з них пов’язана з науковими дослідженнями видатних фізиків — академіків В. Н. Гріднєва й А. А. Смирнова. Дано короткий огляд існуючих підходів до проблеми низькотемпературної крихкости й крихкої міцности, заснованих на силових (атермічних) критеріях зародження руйнування. Розглянуто новий підхід до оцінки механічних властивостей металів, що враховує атермічний і термічно активований внески на субкритичній стадії стабільного росту структурних дефектів. У термінах розробленої дисльокаційної теорії температурної залежности істинного руйнуючого напруження й термоактиваційної аналізи мікроплинности, що передує й супроводжує поширення руйнування, побудовано нову принципову (узагальнену) схему квазикрихкого переходу. Досліджено відкриті системи із частково порушеним далеким порядком і відхилом від клясичного (Арреніюсового) механізму дифузії, що спричинено зміною механізму дифузії та кластеризацією структури (ГЩП-Ті−Н, ГЩП-Ве−С). Розроблено фізичні принципи прецизійного леґування для in situ об’ємної нанокластеризації структури конденсованих металевих систем (розтопів і їх твердих розчинів, пересичених надлишковими вакансіями). На цій основі розв’язано фізичну проблему радикального підвищення квантового виходу фотоемісії ГЩП-Mg і ГЦК-Al в УФ-області спектру. Розроблено нову клясу перспективних фотоемісійних матеріялів на основі металічних систем стопів Mg−Ba−Li й Al−Li−Ba, які призначені для інжекторів лазерів на вільних електронах і технологічних електронних прискорювачів нового покоління. Зазначено нові області застосування легких металів і їх стопів, що містять нанокластери з власною електронною структурою.