在建造新型楼船的同时，又将当下水战盛行的快速冲锋舟——艨艟，进行改良。在原本用牛皮包裹的船背上，经过精心计算和构思，充分利用新研制出来的铁钉、铁板、铁皮等铁制产品，大大增加了防御能力。同时将三层城楼改为两层，安装了最新型的投石机、强弩，同时在船头方向安装了两门小型火炮，船尾方向安装一门小型火炮。经过改良的艨艟，看上去比原来要小，但行驶速度、防御及攻击却是改良前的数倍。
军事方面，有了强大的军事研究力量，军队的战斗力与日俱增，同时，为了加强塞北各族人民的安全，北疆府在塞北成立塞北军团，建制六千人，以轻骑兵为主，负责整个塞北地区防备。
军事上最显著的成就是火器研发取得巨大成功。冶炼工艺经历了一个时期的疯狂提升后，现在逐渐平稳下来，工艺越来越成熟，进而为火器的研发与生产制造提供了合格的材料，令火器的研发也进入一个高速发展的阶段，在原有雷管、手榴弹、地雷等都已经研发成功并可以量产的基础上，突火枪的研制达到了历史性的突破，已经成功制作出了火铳，有效射程在百米左右，杀伤距离五十米左右，已经制作出数百支，目前仅在驻防无尘谷的小队中进行了装备。短小的燧发手枪研制取得成功，只不过需要全程手工打造，精度及技术要求极高，仅制作成数把，目前也仅冯磐配带一支。
仿照红衣大炮制造的火炮早已制造出来，并经过成功试射，如今已经生产十几门了。500米的有效射程的，足以横扫这个时代了。虽说每门大炮只能连续发射五发炮弹，便会因炮管温度超高而无法再使用，需要进行冷却。但冯磐已经非常满意了，毕竟历史局限性在这。但匠造分院的研制并没有停止，没有最好，只有更好，早已成为这些工匠与研究人员的座右铭。
而最令冯磐思绪难平的是，经过这几年的不断研制，以牺牲了数名墨家子弟生命为代价的基础上，成功研制出了硝化棉，一个真正意义上的近代化工产品。要知道，这有着无烟火药之称的硝化棉，其威力是黑火药的几倍，是人类在黑火药之后学会制备的第二种火炸药，在人类历史上（19世纪后期到20世界初中期甚至今天）曾经是非常重要的军用主力火炸药。既曾经大量用于制造***，推动枪弹和炮弹飞行；也曾经大量用于装填炮弹炸弹和各类爆破器具。
在现代社会，想要制作生产出硝化棉并不难，不需要没有什么高科技，也不需要现代精密仪器，就三种原料：棉花（最好是脱脂棉，普通棉花也行）、浓硝酸、浓硫酸。流程也极简单，只要把硝酸和硫酸按比例混合成混酸，降温后，把棉花泡进去，低温硝化一段时间后取出来，反复水洗，彻底去掉残酸，再晾干，便得到硝化棉。
对于此时的冯磐来说，却是难之又难、险之又险。若非无尘谷先秦墨家传承，拥有高超的制造技艺与手段，同时精通炼丹婆婆还有着高超的提炼手段与方法，即便冯磐掌握着技术，对于不懂化工的他来说，那是根本实现不了的。即便就在这些有利条件下，为了成功研制出硝化棉，依然牺牲了数名墨家子弟。
依据资料提供的土方法，通过反复试炼，驼老等人采用墨家特制的陶制蒸馏器，将绿矾煅烧出的浓硫酸提纯至“色黄如油，滴木即焦”；硝石干馏则用双层陶瓮，外层裹湿泥，内层收集硝酸蒸汽，凝出浓硝酸，纯度虽说不上达到顶尖水平，但足够制作硝化棉的。为此，冯磐还从《齐民要术》等书记录的蓝草汁遇碱性石灰变色沉淀，想到了制作酸碱试纸，并经过多次试验后，冯磐发现，只有将新鲜的蓝草类植物叶捣烂得到的汁液，或者是阴干的蓝草类植物叶进行温水浸泡得到汁液，用这种汁液将纸裁条浸透、阴干后便能得到简易的酸碱试纸。而当墨家子弟见到这种遇酸变红，遇碱变绿的纸条时，那对冯磐的膜拜更是无以言表。
提纯相对来说没有什么危险性，而接下来制作硝化棉的每一步骤，都是充满着危险与死亡。
浓硝酸与浓硫酸混合，低温浸棉硝化这一步是阎王关。混酸一混合，瞬间剧烈放热，棉花一放进去，反应一旦过热就停不下来，硝化反应本身也放热。温度一旦超过 40℃，便将会反应失控，酸液沸腾，接着棉花自燃，随即便会当场爆炸。爆炸是突然、无声、无预兆的，没有什么爆炸前的“滋滋滋”，在爆炸时的前一秒还会是异常平静，没有任何征兆，而下一秒却是直接轰然爆炸。操作者就在坛子旁边，距离极近，此时爆炸，那是必死无疑。即使已经根据冯磐提供的资料制作出了水银温度计，依然无法完全确保温度不会出现超高。
为解决这一问题，冯磐下令挖取了数口深度超过十米的深井，这样，即使是在高温的夏季时节，也有了水温在20度以下的冷水使用。
而即使低温浸棉硝化这一步骤成功了，如果漂洗不彻底，还有残酸，存放时它会慢慢发热，接着燃烧起来，也就是自燃爆炸。然后是制取的最后一步骤，硝化棉怕热、怕晒、怕火星，一晒就可能自燃，因此干燥时也是异常危险的。
当冯磐亲眼见到由于失败，令一名正在进行低温浸棉硝化操作的墨家子弟被炸身亡时，立即宣布：在想不出能够确保操作者在失败时不会受到伤害的方法前，禁止任何人以任何理由进行硝化棉制作！
“要是有后世防爆警察使用的盾牌就好了！”苦思中的冯磐，脑海中突然蹦出这么一个想法，随即眼前猛地一亮，防爆盾牌的思路在他脑中飞速成型 —— 不是后世那种轻便复合材料，而是眼下能就地铸造的铁制防爆盾。
他立刻吩咐工匠，铸造出三块厚铁板，每块足有十公分厚，铁板正中按人身高矮，开出眼孔与臂孔，便于双眼观察和双手操作，整个人躲在铁板之后，这样即便是炸了，人在铁板后不会受到伤害。
同时，驼老率领一众墨家子弟及匠造分院的技术人员，在冯磐这铁盾牌的基础上，又研制出了“悬棉架”，用木杆制作成架体，利用滑轮和杠杆，从空中将棉絮缓缓浸入酸液，从而确保了硝化均匀。
在驼老等人制作了众多精巧工具，采用了冷水循环降温、草木灰中和、山洞阴干等多种方法的基础上，终于成功制作成硝化棉。当雪白的硝化棉呈现在冯磐面前时，冯磐心中更多的却是悲伤，谁会想到，这么雪白、精美的棉花，饱含着无数人的心血，乃至生命！
当看到那仅用一小块硝化棉便将山谷中炸出半丈深坑时。冯磐对在场的所有参与研制的驼老等墨家子弟及众人深深施礼：“墨家之艺，当可造福天下。此棉，便名‘墨火棉’。