يتحمل درجات حرارة تصل إلى 1300 درجة مئوية دون أن يحترق! بدلة إطفاء حرائق مصنوعة من الصخور البركانية - تكلفة أقل، حماية أقوى
في الآونة الأخيرة، وبعد سنوات من التغلب على العقبات التقنية، نجحت جامعة ووهان للنسيج في رسم مسار صعب البازلت تم تحويل ألياف دقيقة للغاية، أدق من شعرة الإنسان، إلى ألياف تُنسج منها "بدلات حراشف التنين البازلتية" القادرة على تحمل درجات حرارة تصل إلى 1300 درجة مئوية. هذا الإنجاز، الذي لفت انتباه كبرى شركات النسيج، لا يعالج فقط أوجه القصور في بدلات مكافحة الحرائق التقليدية، بل يحقق أيضًا أداءً فائقًا بتكلفة أقل. وقد زار ممثلون عن إدارة الإطفاء والإنقاذ في ووهان الجامعة مؤخرًا لتدشين دفعة من هذه البدلات. وقد حظي هذا الابتكار باهتمام ليس فقط من الشركات المحلية في هوبي، بل أيضًا من العديد من شركات النسيج الرائدة في جميع أنحاء البلاد.
قال البروفيسور شيا تشيغانغ، رئيس فريق أبحاث الغزل التابع لفريق الأكاديمي شو ويلين، في 19 مايو/أيار: "تُعدّ تقنية "الغزل المغلف باللب" تقنيةً عالميةً أصليةً ومتعددة الاستخدامات. وهي تبرز في مجال الملابس المتخصصة المقاومة لدرجات الحرارة العالية، وقد حققت قيمةً صناعيةً تزيد عن ملياري يوان". وأوضح أن هذا الإنجاز في ألياف البازلت لا تقتصر تقنية بدلات مكافحة الحرائق على حل القيود الوقائية للبدلات التقليدية فحسب، بل إنها تساهم أيضاً بقوة في تطوير علم المواد النسيجية وتصنيع معدات معالجة المنسوجات، مما يغير مشهد المنافسة الدولية.
إشعال ثورة في مجال المواد: تحويل الحجر إلى "بدلات من حراشف التنين البازلتية"
"التحدي المتعلق بـ مواد البازلت نشأت هذه المتطلبات من احتياجات الصناعة؛ وقد استجاب فريقنا بنشاط لهذه المطالب من خلال إجراء أبحاث علمية متخصصة.
في عام 2017، أثناء زيارة شركتين، سمع شيا تشيغانغ وفريقه طلبًا بالإجماع: هل يمكن استخدام المواد غير العضوية - مثل البازلت - لاستخراج الألياف وغزل الخيوط ونسج الأقمشة لحماية أرواح رجال الإطفاء في الخطوط الأمامية؟
توفر ألياف البازلت عزلًا حراريًا وكهربائيًا ممتازًا، ومقاومة للحريق والبرودة، وخصائص عالية المواد الكيميائية تتميز هذه الألياف بالخمول، ومقاومة التآكل، وانخفاض التكلفة. ومع ذلك، فهي صلبة وعرضة للكسر الهش، مما يجعل التحكم في عمليات الانحناء والالتواء غير المدمرة ذات العزم المنخفض أثناء معالجة المنسوجات أمرًا صعبًا.
انطلاقاً من مهمة "التجذر في هوبي والالتزام بخط الإنتاج"، اقترح شيا تشيغانغ: "هذا تحدٍ عالمي - هل نجربه؟"
فور عودته إلى مختبر الجامعة، شكّل شيا تشيغانغ فريق عمل بحثيًا، وتعاون مع شركات غزل الألياف والنسيج لإطلاق مبادرة بحثية نظرية تركز على ابتكار مواد البازلت. ألياف البازلت هي ألياف غير عضوية مستخرجة من صخور البازلت البركانية. وبفضل الابتكارات في المعدات التقنية وعمليات التصنيع، أصبحت فائقة النعومة والمرونة، مع احتفاظها بمقاومتها الطبيعية لدرجات الحرارة العالية والتآكل.
في عام ٢٠٢١، تضافرت جهود فريق البحث وشركاء الصناعة؛ حيث تعاونت مختبرات الجامعة بشكل وثيق مع خطوط إنتاج المصانع لإجراء اختبارات وتحقق مستمرين. تم تقليص قطر الألياف من ١٢ ميكرون و١٠ ميكرون إلى ٥ ميكرون فقط، أي ما يعادل ثلث سمك شعرة الإنسان. بعد عشرات الآلاف من اختبارات عزم الدوران، والحسابات المتكررة، والتحقق التجريبي، والتحسين بناءً على الملاحظات، توصل الفريق إلى عملية مثالية لـ "اللف ثنائي الاتجاه غير المتلف مع التقييد". وقد ضمن ذلك إمكانية غزل ألياف البازلت بأقل عزم دوران ممكن مع الحفاظ عليها سليمة.
"ملاءمة البشرة - كانت هذه هي العقبة الأصعب بالنسبة لـ أقمشة من ألياف البازلتيكمن الإنجاز الرئيسي للفريق في تقنية "غزل اللب الملفوف": حيث تُلف ألياف أساسية ناعمة حول خيط أساسي من البازلت. تحافظ هذه الطريقة على اللب الواقي "المتين" لألياف البازلت، مع توفير تجربة ارتداء خفيفة الوزن وناعمة ولطيفة على البشرة. يوضح شيا تشيغانغ: "أطلقنا على هذه التقنية الجديدة اسم "تقنية تشكيل الخيوط غير المدمرة، منخفضة العزم، كاملة اللف". تعاون فريقه مع العديد من الشركات على مدى سنوات للتغلب على التحديات التقنية، حيث قاموا بسحب البازلت الصلب إلى ألياف أدق من شعرة الإنسان، ونسجوها في "بدلات حراشف التنين البازلتية" القادرة على تحمل درجات حرارة تصل إلى 1300 درجة مئوية. لم يعالج هذا الإنجاز أوجه القصور في معدات مكافحة الحرائق التقليدية فحسب، بل حقق أيضًا أداءً فائقًا بتكلفة تنافسية.
من القمر إلى أرض الحريق: بدلة مكافحة الحرائق تجسد "قمة التكنولوجيا البشرية"
لفت العلم الوطني المرفوع على سطح القمر أنظار العالم في لحظة... في عام ٢٠٢٤، أشرق "العلم الوطني القمري" لمركبة تشانغ إي-٦ في الفضاء. وباعتباره أول علم مصنوع من ألياف البازلت يُرفع على سطح القمر، فقد وفّر دعماً مادياً بالغ الأهمية لبعثات استكشاف الفضاء السحيق لبلادي. وقد طوّر فريق البروفيسور شيا تشيغانغ في جامعة ووهان للنسيج تقنية غزل ألياف البازلت المستخدمة في هذا العلم.
اليوم، لا تقتصر تقنية الغزل التي طورها فريق البروفيسور شيا على تدريب الطلاب والفنيين في الصناعة فحسب، بل تدعم أيضًا مشاريع وطنية كبرى، وقد تم تسويقها بنجاح في مختلف القطاعات المدنية، مما يدل على إمكانات سوقية هائلة. وأظهرت التجارب أنه عند تعريض نسيج القطن التقليدي للهب ناري بدرجة حرارة 1300 درجة مئوية لمدة 10 ثوانٍ، اشتعل على الفور، واحترقت بدلة إطفاء الحرائق المصنوعة من الأراميد بالكامل، بينما لم يُظهر نسيج ألياف البازلت المقاوم للحريق سوى سواد طفيف.
في عام 2025، تعاون الفريق عبر سلسلة التوريد بأكملها مع العديد من الشركات المحلية لدفع الإنتاج واسع النطاق لخيوط البازلت المركبة المغزولة، وتصنيع منتجات مثل بدلات مكافحة الحرائق والأحذية والحبال الواقية وبطانيات الحريق.
"مقارنة ببدلات مكافحة الحرائق التقليدية المصنوعة من الأراميد، بدلات ألياف البازلت توفر هذه الأجهزة مقاييس أداء فائقة: فهي تتحمل درجات حرارة تصل إلى 1300 درجة مئوية وتعمل بشكل موثوق ضمن نطاق يتراوح من -200 درجة مئوية إلى 700 درجة مئوية، مما يحل بشكل فعال معضلة تكنولوجية حرجة.
أشار شيا تشيغانغ بفخر إلى أنه لا توجد حاليًا منتجات مماثلة مباشرة في السوق الدولية، مما يُمثل انتقال الصين من دور التابع إلى دور الريادة في هذا المجال. وفي الوقت نفسه، يواصل فريق البحث العمل مع الشركات على مزيد من التحسين، مما يدفع عجلة تصنيع وتطبيق المزيد من المنتجات المبتكرة عالية الجودة.
قال شيا تشيغانغ، متطلعاً إلى المستقبل: "من الأرض إلى القمر، تتجاوز آفاق استخدام ألياف البازلت بكثير بدلات مكافحة الحرائق". وأوضح أن القمر يحتوي على كميات هائلة من التربة القمرية ذات التركيب البنيوي المشابه للبازلت؛ وفي المستقبل، يمكن استخدام أقمشة ألياف البازلت في صناعة بدلات الفضاء وتسهيل البناء على سطح القمر، مما يساعد البشرية في استكشاف القمر بشكل أوسع.
