Издържа на 1300°C без изгаряне! Пожарникарски костюм, изтъкан от вулканична скала - по-ниска цена, по-силна защита

Наскоро, след години на преодоляване на технически препятствия, Текстилният университет в Ухан успешно привлече Базалт във влакна, по-фини от човешки косъм, и ги вплели в „Базалтови костюми с люспи от дракон“, способни да издържат на температури от 1300°C. Този пробив, който привлече вниманието на водещи текстилни предприятия, не само отстранява защитните недостатъци на традиционните пожарникарски костюми, но и постига превъзходни характеристики на по-ниска цена. Представители на пожарната и спасителна служба на Ухан наскоро посетиха университета, за да поръчат партида от тези костюми. Иновацията привлече интерес не само от местните предприятия в Хубей, но и от множество водещи текстилни компании в цялата страна.

„Нашата технология „Core-Wrapped Spinning“ е световно оригинална и универсална техника. Тя се откроява в областта на специализираното облекло, устойчиво на високи температури, и е генерирала над 2 милиарда юана стойност за индустрията“, каза на 19 май професор Ся Джиганг, ръководител на изследователската група за предене към екипа на академик Сю Вейлин. Той обясни, че пробивът в Базалтови влакна Технологията на пожарогасителните костюми не само премахва защитните ограничения на конвенционалните костюми, но и силно развива текстилната материалознание и индустриализацията на оборудването за обработка на текстил, променяйки пейзажа на международната конкуренция.

Запалване на революция в материалите: Превръщане на камък в „базалтови костюми с драконова люспа“

„Предизвикателството относно базалтови материали произлиза от нуждите на индустрията; нашият екип активно отговори на тези изисквания, като предприе целенасочени научни изследвания.“

През 2017 г., докато посещават две компании, Ся Джиганг и екипът му чуват единодушно запитване: Могат ли неорганични материали – като базалт – да се използват за извличане на влакна, предене на прежда и тъкане на платове, за да се защити живота на пожарникарите на фронтовата линия?

Базалтовите влакна предлагат отлична топлоизолация и електрическа изолация, устойчивост на огън и студ, висока... Химически инертност, устойчивост на корозия и ниска цена. Влакната обаче са твърди и склонни към крехко счупване, което затруднява контролирането на неразрушителното огъване и усукване с нисък въртящ момент по време на обработката на текстил.

Воден от мисията да „пусне корени в Хубей и да остане ангажиран с производствената линия“, Ся Джиганг предложи: „Това е глобално предизвикателство – да опитаме ли?“

След завръщането си в университетската лаборатория, Ся Джиганг организира изследователска група и си партнира с предприятия за предене на влакна и текстил, за да стартира теоретична изследователска инициатива, фокусирана върху иновациите в базалтовия материал. Базалтовото влакно е неорганично влакно, получено от вулканична базалтова скала. Чрез иновации в техническото оборудване и обработката, то е станало ултрафино и гъвкаво, като същевременно е запазило естествената си устойчивост на високи температури и корозия.

През 2021 г. изследователският екип и индустриалните партньори обединиха сили; университетските лаборатории си сътрудничиха тясно с фабрични производствени линии, за да провеждат непрекъснати тестове и валидации. Диаметърът на влакното беше намален от 12 микрона и 10 микрона до само 5 микрона - една трета от дебелината на човешки косъм. След десетки хиляди тестове на въртящ момент, многократни изчисления, експериментални валидации и оптимизация, базирана на обратна връзка, екипът финализира оптимален процес за „неразрушително, двупосочно усукване с ограничение“. Това гарантира, че базалтовото влакно може да се преде с минимален въртящ момент, като същевременно остане невредимо.

„Чудесата за кожата – това беше най-трудното препятствие за тъкани от базалтови влакна„Основният пробив на екипа се крие в технологията за „обвиване с сърцевина“: меките щапелни влакна се усукват около базалтова сърцевина. Този подход запазва „здравата“ защитна сърцевина на базалтовото влакно, като същевременно осигурява леко, меко и приятно за кожата изживяване при носене. „Нарекохме тази нова технология „неразрушителна технология за формиране на прежда с нисък въртящ момент и пълно обвиване“, обяснява Ся Джиганг. Неговият екип си сътрудничи с множество предприятия в продължение на няколко години, за да преодолее техническите предизвикателства, като извличаше твърд базалт във влакна, по-фини от човешката коса, и ги вплиташе в „базалтови костюми с люспи от дракон“, способни да издържат на температури от 1300°C. Този пробив не само се справи със защитните недостатъци на традиционната пожарогасителна екипировка, но и постигна превъзходни характеристики на конкурентна цена.

От Луната до пожарната зона: Пожарникарски костюм олицетворява „върха на човешките технологии“

Националното знаме, показано на лунната повърхност, привлече вниманието на света за миг... През 2024 г. „лунното национално знаме“ на Чан'е-6 блесна ярко в космоса. Като първото в света знаме от базалтови влакна, показано на Луната, то осигури критична материална подкрепа за мисиите на моята страна за изследване на дълбокия космос. Технологията за предене на базалтови влакна, използвана за това знаме, е разработена от екипа на професор Ся Джиган в Текстилния университет в Ухан.

Днес технологията за предене, разработена от екипа на професор Ся, не само обучава студенти и техници в индустрията, но и подкрепя големи национални проекти и е успешно комерсиализирана в различни граждански сектори, демонстрирайки огромен пазарен потенциал. Експерименти показват, че при излагане на пламък на горелка с температура 1300°C в продължение на 10 секунди, традиционната памучна тъкан се запалва мигновено и арамиден пожарникарски костюм изгаря напълно, докато огнеупорната тъкан от базалтови влакна показва само леко почерняване.

През 2025 г. екипът си сътрудничи по цялата верига на доставки с множество местни предприятия, за да стимулира мащабното производство на базалтови композитни прежди с ядро, произвеждайки продукти като пожарникарски костюми, ботуши, защитни въжета и противопожарни одеяла.

В сравнение с традиционните арамидни пожарникарски костюми, костюми от базалтови влакна предлагат превъзходни показатели за производителност: те издържат на температури до 1300°C и работят надеждно в диапазон от -200°C до 700°C, като ефективно разрешават критичен технологичен проблем.

Ся Джиганг отбеляза с гордост, че в момента на международния пазар няма директно сравними продукти, което отбелязва прехода на Китай от последовател към лидер в тази област. Междувременно изследователският екип продължава да работи с предприятията за по-нататъшна оптимизация, стимулирайки индустриализацията и приложението на по-висококачествени, иновативни продукти.

„От Земята до Луната, перспективите за приложение на базалтовите влакна се простират далеч отвъд пожарогасителните костюми“, каза Ся Джиганг, гледайки към бъдещето. Той обясни, че Луната притежава огромни количества лунна почва със структурен състав, подобен на базалта; в бъдеще тъканите от базалтови влакна биха могли да се използват за производството на скафандри и да улеснят лунното строителство, помагайки на човечеството в по-нататъшните изследвания на Луната.