Suporta 1300 °C sense cremar-se! Un vestit d'extinció d'incendis teixit de roca volcànica: menor cost, protecció més forta
Recentment, després d'anys superant obstacles tècnics, la Universitat Tèxtil de Wuhan va aconseguir un bon resultat Basalt en fibres més fines que un cabell humà i les va teixir en "vestits de drac de basalt" capaços de suportar temperatures de 1300 °C. Aquest avenç, que ha atret l'atenció de les principals empreses tèxtils, no només aborda les deficiències de protecció dels vestits tradicionals d'extinció d'incendis, sinó que també aconsegueix un rendiment superior a un cost inferior. Representants de l'Oficina d'Incendis i Rescat de Wuhan van visitar recentment la universitat per encarregar un lot d'aquests vestits. La innovació ha despertat l'interès no només de les empreses locals de Hubei, sinó també de nombroses empreses tèxtils líders de tot el país.
"La nostra tecnologia de 'filatura amb nucli embolicat' és una tècnica versàtil i original a nivell mundial. Destaca en el camp de la roba especialitzada resistent a altes temperatures i ha generat més de 2.000 milions de iuans en valor industrial", va dir el professor Xia Zhigang, cap del grup de recerca de filatura de l'equip de l'acadèmic Xu Weilin, el 19 de maig. Va explicar que l'avenç en Fibra de basalt La tecnologia dels vestits d'extinció d'incendis no només resol les limitacions de protecció dels vestits convencionals, sinó que també fa avançar poderosament la ciència dels materials tèxtils i la industrialització dels equips de processament tèxtil, canviant el panorama de la competència internacional.
Impulsant una revolució dels materials: transformant la pedra en "vestits d'escates de drac de basalt"
"El repte pel que fa a materials de basalt es va originar a partir de les necessitats de la indústria; el nostre equip va respondre activament a aquestes demandes realitzant una investigació científica específica."
El 2017, mentre visitaven dues empreses, Xia Zhigang i el seu equip van escoltar una petició unànime: es podrien utilitzar materials inorgànics, com el basalt, per extreure fibres, filar fil i teixir teixits per salvaguardar la vida dels bombers a primera línia?
La fibra de basalt ofereix un excel·lent aïllament tèrmic i elèctric, resistència al foc i al fred, alta Químic inertícia, resistència a la corrosió i baix cost. Tanmateix, les fibres són rígides i propenses a la fractura fràgil, cosa que dificulta el control de la flexió i la torsió no destructives i de baix parell de torsió durant el processament tèxtil.
Impulsat per la missió de "fer arrels a Hubei i mantenir el compromís amb la línia de producció", Xia Zhigang va proposar: "Aquest és un repte global: ho provem?"
En tornar al laboratori de la universitat, Xia Zhigang va organitzar un grup de treball de recerca i es va associar amb empreses de filatura i tèxtils per llançar una iniciativa de recerca teòrica centrada en la innovació de materials de basalt. La fibra de basalt és una fibra inorgànica derivada de la roca basàltica volcànica. Gràcies a innovacions en equips tècnics i processament, s'ha tornat ultrafina i flexible, alhora que conserva la seva resistència natural a les altes temperatures i la corrosió.
El 2021, l'equip de recerca i els socis de la indústria van unir forces; els laboratoris universitaris van col·laborar estretament amb les línies de producció de les fàbriques per dur a terme proves i validacions contínues. El diàmetre de la fibra es va reduir de 12 micres i 10 micres a només 5 micres, un terç del gruix d'un cabell humà. Després de desenes de milers de proves de parell de torsió, càlculs repetits, validacions experimentals i optimització basada en la retroalimentació, l'equip va finalitzar un procés òptim per a la "torsió bidireccional no destructiva amb confinament". Això va garantir que la fibra de basalt es pogués filar amb un parell de torsió mínim sense patir danys.
"La cura de la pell: aquest va ser l'obstacle més difícil per a teixits de fibra de basalt!" El principal avenç de l'equip rau en la tecnologia de "filatura amb nucli enrotllat": les fibres discontínues toves es trenen al voltant d'un filament de nucli de basalt. Aquest enfocament conserva el nucli protector "robust" de la fibra de basalt alhora que ofereix una experiència de ús lleugera, suau i agradable a la pell. "Hem anomenat aquesta nova tecnologia 'tecnologia de formació de fil no destructiva, de baix parell i d'embolcall complet'", explica Xia Zhigang. El seu equip va col·laborar amb diverses empreses durant diversos anys per superar els reptes tècnics, convertint basalt rígid en fibres més fines que el cabell humà i teixint-les en "vestits d'escates de drac de basalt" capaços de suportar temperatures de 1.300 °C. Aquest avenç no només va abordar les deficiències de protecció dels equips tradicionals d'extinció d'incendis, sinó que també va aconseguir un rendiment superior a un cost competitiu.
De la Lluna al lloc dels incendis: un vestit de bombers encarna el "cim de la tecnologia humana"
La bandera nacional que es desplegava a la superfície lunar va captar l'atenció del món en un instant... El 2024, la "bandera nacional lunar" de Chang'e-6 va brillar intensament a l'espai. Com a primera bandera de fibra de basalt del món que es va desplegar a la lluna, va proporcionar un suport material crític per a les missions d'exploració espacial profunda del meu país. La tecnologia de filatura de fibra de basalt utilitzada per a aquesta bandera va ser desenvolupada per l'equip del professor Xia Zhigang a la Universitat Tèxtil de Wuhan.
Avui dia, la tecnologia de filatura desenvolupada per l'equip del professor Xia no només forma estudiants i tècnics de la indústria, sinó que també dóna suport a importants projectes nacionals i s'ha comercialitzat amb èxit en diversos sectors civils, demostrant un immens potencial de mercat. Els experiments van demostrar que, quan s'exposava a la flama d'una torxa a 1.300 °C durant 10 segons, el teixit de cotó tradicional s'encenia instantàniament i un vestit d'extinció d'aramida es cremava completament, mentre que el teixit ignífug de fibra de basalt només mostrava un lleuger ennegriment.
El 2025, l'equip va col·laborar al llarg de tota la cadena de subministrament amb diverses empreses nacionals per impulsar la producció a gran escala de filats de basalt compost amb nucli filat, fabricant productes com ara vestits d'extinció d'incendis, botes, cordes protectores i mantes ignífugues.
"En comparació amb els vestits tradicionals d'extinció d'aramida, vestits de fibra de basalt ofereixen mètriques de rendiment superiors: suporten temperatures de fins a 1.300 °C i funcionen de manera fiable en un rang de -200 °C a 700 °C, resolent eficaçment un coll d'ampolla tecnològic crític.
Xia Zhigang va assenyalar amb orgull que actualment no hi ha productes directament comparables al mercat internacional, cosa que marca la transició de la Xina de seguir a ser líder en aquest camp. Mentrestant, l'equip de recerca continua treballant amb les empreses en una major optimització, impulsant la industrialització i l'aplicació de productes innovadors i d'alta qualitat.
"De la Terra a la Lluna, les perspectives d'aplicació de la fibra de basalt s'estenen molt més enllà dels vestits d'extinció d'incendis", va dir Xia Zhigang, mirant cap al futur. Va explicar que la Lluna posseeix grans quantitats de sòl lunar amb una composició estructural similar a la del basalt; en el futur, els teixits de fibra de basalt es podrien utilitzar per fabricar vestits espacials i facilitar la construcció lunar, ajudant la humanitat en futures exploracions lunars.
