4-isocyanato TEMPO ถูกนำมาใช้หลัก ๆ ในสาขาเคมีโพลีเมอร์และวิทยาศาสตร์วัสดุ โดยทำหน้าที่เป็นสารฟังก์ชันนาไลเซอร์ที่ช่วยนำอนุมูลไนทрокไซด์ที่เสถียรเข้าไปในโพลีเมอร์และพื้นผิวต่าง ๆ การปรับเปลี่ยนนี้มีความสำคัญในการสร้างวัสดุที่มีคุณสมบัติปรับปรุง เช่น ความทนทานที่เพิ่มขึ้น ความต้านทานการเสื่อมสภาพ และฟังก์ชันเฉพาะ เช่น การติดฉลากสปินสำหรับการศึกษาแบบอิเล็กตรอนพารามากเนติกเรโซนานซ์ (EPR) นอกจากนี้ ยังถูกนำมาใช้ในการพัฒนาผลิตภัณฑ์เคลือบขั้นสูง กาว และวัสดุคอมโพสิต โดยความสามารถในการก่อตัวพันธะโคเวเลนต์ที่เสถียรกับพื้นผิวต่าง ๆ มีคุณค่าอย่างยิ่ง สารเคมีนี้ยังพบการประยุกต์ใช้ในงานวิจัยชีวการแพทย์ โดยเฉพาะในการออกแบบวัสดุอัจฉริยะและระบบส่งยา ที่ซึ่งคุณสมบัติอนุมูลอิสระสามารถนำมาใช้ประโยชน์สำหรับปฏิกิริยาที่กำหนดเป้าหมายและกลไกการปล่อยที่ควบคุมได้