Вытрымлівае 1300°C без прагарання! Пажарны касцюм, сплецены з вулканічнай пароды — больш нізкі кошт, больш моцная абарона
Нядаўна, пасля гадоў пераадолення тэхнічных перашкод, Уханьскі тэкстыльны ўніверсітэт паспяхова прыцягнуў намаганні Базальт у валокны танчэйшыя за чалавечы валасяны полаг і спляталі з іх «базальтавыя касцюмы з лускі дракона», здольныя вытрымліваць тэмпературу 1300°C. Гэты прарыў, які прыцягнуў увагу вядучых тэкстыльных прадпрыемстваў, не толькі вырашае ахоўныя недахопы традыцыйных пажарных касцюмаў, але і дасягае найлепшых характарыстык пры меншай цане. Прадстаўнікі пажарна-выратавальнага бюро Уханя нядаўна наведалі ўніверсітэт, каб заказаць партыю гэтых касцюмаў. Інавацыя выклікала цікавасць не толькі ў мясцовых прадпрыемстваў правінцыі Хубэй, але і ў шматлікіх вядучых тэкстыльных кампаній па ўсёй краіне.
«Наша тэхналогія «прадзення з абгорткай у стрыжань» — гэта арыгінальная і універсальная методыка ва ўсім свеце. Яна вылучаецца ў галіне вырабу спецыялізаванага адзення, устойлівага да высокіх тэмператур, і прынесла прамысловасці больш за 2 мільярды юаняў», — сказаў 19 мая прафесар Ся Чжыган, кіраўнік даследчай групы па прадзенні пад кіраўніцтвам акадэміка Сюй Вэйліня. Ён растлумачыў, што прарыў у Базальтавае валакно Тэхналогія пажарных касцюмаў не толькі вырашае ахоўныя абмежаванні звычайных касцюмаў, але і значна прасоўвае тэкстыльную матэрыялазнаўства і індустрыялізацыю абсталявання для апрацоўкі тэкстылю, змяняючы ландшафт міжнароднай канкурэнцыі.
Пачатак рэвалюцыі матэрыялаў: ператварэнне каменя ў «базальтавыя касцюмы з лускі дракона»
«Задача адносна базальтавыя матэрыялы узніклі з патрэб прамысловасці; наша каманда актыўна адрэагавала на гэтыя патрабаванні, правёўшы мэтанакіраваныя навуковыя даследаванні."
У 2017 годзе, падчас наведвання дзвюх кампаній, Ся Чжыган і яго каманда пачулі аднагалосны запыт: ці можна выкарыстоўваць неарганічныя матэрыялы, такія як базальт, для здабывання валокнаў, прадзення пражы і ткацтва тканіны, каб абараніць жыцці пажарных на перадавой?
Базальтавае валакно забяспечвае выдатную цепла- і электрычную ізаляцыю, вогнеўстойлівасць і марозаўстойлівасць, высокую... Хімічны інертнасць, каразійная ўстойлівасць і нізкі кошт. Аднак валокны жорсткія і схільныя да далікатнага разбурэння, што абцяжарвае кантроль неразбуральнага выгібу і скручвання з нізкім крутоўным момантам падчас апрацоўкі тэкстылю.
Кіруючыся місіяй «ўкараніцца ў Хубэй і заставацца адданым вытворчасці», Ся Чжыган прапанаваў: «Гэта глабальная задача — ці варта нам паспрабаваць?»
Пасля вяртання ва ўніверсітэцкую лабараторыю Ся Чжыган арганізаваў даследчую групу і сумесна з прадпрыемствамі па вытворчасці валакна і тэкстылю распачаў тэарэтычную даследчую ініцыятыву, прысвечаную інавацыям у галіне базальтавага матэрыялу. Базальтавае валакно — гэта неарганічнае валакно, якое атрымліваецца з вулканічнай базальтавай пароды. Дзякуючы інавацыям у тэхнічным абсталяванні і апрацоўцы яно стала звыштонкім і гнуткім, захоўваючы пры гэтым сваю натуральную ўстойлівасць да высокіх тэмператур і карозіі.
У 2021 годзе даследчая група і галіновыя партнёры аб'ядналі намаганні; універсітэцкія лабараторыі цесна супрацоўнічалі з заводскімі вытворчымі лініямі для правядзення бесперапынных выпрабаванняў і праверкі. Дыяметр валакна быў скарочаны з 12 мікрон і 10 мікрон да ўсяго 5 мікрон — адной траціны таўшчыні чалавечага воласа. Пасля дзясяткаў тысяч выпрабаванняў круцільнага моманту, паўторных разлікаў, эксперыментальных праверак і аптымізацыі на аснове зваротнай сувязі каманда распрацавала аптымальны працэс для «неразбуральнага, двухбаковага скручвання з абмежаваннем». Гэта гарантавала, што базальтавае валакно можна прасці з мінімальным круцільным момантам, застаючыся непашкоджаным.
«Добра для скуры — гэта была самая складаная перашкода для тканіны з базальтавага валакна«Галоўны прарыў каманды заключаецца ў тэхналогіі «прадзення з абгорткай асновы»: мяккія штапельныя валокны скручваюцца вакол базальтавага стрыжня. Гэты падыход захоўвае «трывалую» ахоўную аснову базальтавага валакна, адначасова забяспечваючы лёгкі, мяккі і прыемны для скуры вопыт нашэння. «Мы назвалі гэту новую тэхналогію «неразбуральнай тэхналогіяй фарміравання пражы з нізкім крутоўным момантам і поўным абгорткам», — тлумачыць Ся Чжыган. Яго каманда на працягу некалькіх гадоў супрацоўнічала з некалькімі прадпрыемствамі, каб пераадолець тэхнічныя праблемы, выцягваючы цвёрды базальт у валокны, танчэйшыя за чалавечыя валасы, і ўплятаючы іх у «базальтавыя касцюмы з лускі дракона», здольныя вытрымліваць тэмпературу 1300°C. Гэты прарыў не толькі вырашыў ахоўныя недахопы традыцыйнага пажарнага рыштунку, але і дасягнуў найлепшых характарыстык па канкурэнтаздольнай цане.
Ад Месяца да месца пажару: пажарны касцюм увасабляе «вяршыню чалавечых тэхналогій»
Нацыянальны сцяг, узняты на паверхні Месяца, імгненна прыцягнуў увагу ўсяго свету... У 2024 годзе ў космасе ярка заззяў «месячны нацыянальны сцяг» «Чан'э-6». Будучы першым у свеце сцягам з базальтавага валакна, узнятым на Месяцы, ён забяспечыў найважнейшую матэрыяльную падтрымку для місій маёй краіны па даследаванні глыбокага космасу. Тэхналогія прадзення базальтавага валакна, якая выкарыстоўваецца для гэтага сцяга, была распрацавана камандай прафесара Ся Чжыгана з Уханьскага тэкстыльнага ўніверсітэта.
Сёння тэхналогія прадзення, распрацаваная камандай прафесара Ся, не толькі навучае студэнтаў і тэхнікаў галіны, але і падтрымлівае буйныя нацыянальныя праекты і была паспяхова камерцыялізавана ў розных грамадзянскіх сектарах, дэманструючы велізарны рынкавы патэнцыял. Эксперыменты паказалі, што пры ўздзеянні полымя гарэлкі з тэмпературай 1300°C на працягу 10 секунд традыцыйная баваўняная тканіна імгненна загараецца, а арамідны пажарны касцюм цалкам прагарае, у той час як вогнеўстойлівая тканіна з базальтавага валакна праяўляла толькі нязначнае пачарненне.
У 2025 годзе каманда супрацоўнічала па ўсім ланцужку паставак з некалькімі айчыннымі прадпрыемствамі, каб наладзіць маштабную вытворчасць базальтавых кампазітных нітак з асновай, вырабляючы такія прадукты, як пажарныя касцюмы, боты, ахоўныя вяроўкі і пажарныя коўдры.
У параўнанні з традыцыйнымі араміднымі пажарнымі касцюмамі, касцюмы з базальтавага валакна прапануюць выдатныя паказчыкі прадукцыйнасці: яны вытрымліваюць тэмпературу да 1300°C і надзейна працуюць у дыяпазоне ад -200°C да 700°C, эфектыўна вырашаючы крытычнае тэхналагічнае вузкае месца.
Ся Чжыган з гонарам адзначыў, што ў цяперашні час на міжнародным рынку няма непасрэдна параўнальных прадуктаў, што сведчыць аб пераходзе Кітая ад паслядоўніка да лідэра ў гэтай галіне. Тым часам даследчая група працягвае працаваць з прадпрыемствамі над далейшай аптымізацыяй, стымулюючы індустрыялізацыю і ўжыванне больш якасных, інавацыйных прадуктаў.
«Ад Зямлі да Месяца перспектывы прымянення базальтавага валакна выходзяць далёка за рамкі пажарных касцюмаў», — сказаў Ся Чжыган, гледзячы ў будучыню. Ён растлумачыў, што на Месяцы ёсць велізарная колькасць месяцовага грунту са структурным складам, падобным да базальту; у будучыні тканіны з базальтавага валакна можна будзе выкарыстоўваць для вырабу касмічных касцюмаў і палягчэння месяцовага будаўніцтва, дапамагаючы чалавецтву ў далейшых даследаваннях Месяца.
