Applicazione di filati ultrafini di basalto stratificati è i so tessuti in l'esplorazione lunare

L'articulu di ricerca intitulatu "Metafilatu di basalt gerarchicu per tessili spaziali protettivi ergonomichi" hè statu publicatu in a rivista Matter da a squadra di u prufessore Xia Zhigang è di l'accademicu Xu Weilin di u Laboratoriu Naziunale Chjave di Novi Materiali Tessili è Trasfurmazioni Avanzate à l'Università Tessile di Wuhan, in cullaburazione cù u prufessore Tao Guangming. Stu gruppu di ricerca per novi materiali tessili è trasfurmazioni avanzate hà prima prupostu a tecnulugia di filatura à core-spun "filatura à spirale coassiale", chì affronta e sfide di a filatura, a tessitura è l'applicazione non distruttiva, à bassa coppia, di alta qualità è à grande scala di fibra di basalt à scala ultrafine. Questu apre una nova strada per a trasfurmazione tessile à grande scala, rispettosa di a pelle è flessibile di materiali inorganici di fibre ad alta rigidità è alta fragilità, chì permette à a pruduzzione di massa di risponde à u bisognu urgente di materiali protettivi ad alte prestazioni per resistere à ambienti cumplessi è estremi in u Aerospaziale campu. U primu autore di l'articulu hè u prufessore Xia Zhigang, è l'autori currispondenti sò l'accademicu Xu Weilin è u prufessore Tao Guangming. L'articulu hè statu sceltu cum'è articulu di copertina di una rivista.

L'applicazione di a gerarchia filatu ultrafine di basalt è i so tessuti in l'esplorazione lunare hè un scenariu criticu per a futura migrazione spaziale umana. Stu filatu ultrafine di basalt gerarchicu presenta flessibilità, alta resistenza è eccellente stabilità, è pò esse tissutu in tessuti morbidi chì resistenu efficacemente à a forte radiazione solare è à e fluttuazioni estreme di temperatura in u spaziu. Sta ricerca apre un novu metudu per trasfurmà a fibra di basalt inorganica fragile in tessuti spaziali pratichi è ergonomicamente protettivi.

In l'ultimi anni, cù u rapidu sviluppu di l'esplorazione spaziale prufonda glubale è di l'aerospaziale cummerciale, a dumanda di l'industria per Leggeru, i materiali resistenti à l'ambienti estremi sò aumentati bruscamente.Fibra di basalt, derivatu da a roccia vulcanica, pussede vantaghji prominenti cum'è u bassu costu, a resistenza à alta temperatura, l'altu isolamentu termicu, a resistenza à e radiazioni, a resistenza à a corrosione è a non infiammabilità senza fumu, attraendu un spiegamentu cumpetitivu in parechji campi, cumpresi u trasportu ferroviariu, a prutezzione speciale è l'ingegneria civile. Tuttavia, a so alta rigidità inerente è l'altu modulu u rendenu assai suscettibile à a frattura fragile à scala ultrafine; a filatura tradiziunale à alta coppia provoca ancu danni à e fibre è una forte calata di a resistenza, risultendu in l'ottenimentu di un filatu di alta qualità "non distruttivo, à bassa coppia, cumpletamente cupertu, amichevule per a pelle è flessibile" chì diventa un prublema di "collo di bottiglia" à longu andà chì impedisce à a fibra di basalt di entre in u sistema di applicazione tessile.

Cronologia di u Sviluppu Tecnulugicu

Per risolve stu collu di buttiglia tecnicu è risponde à i bisogni di l'applicazioni di prutezzione estrema, una sucietà naziunale hà collaboratu cù a squadra di u prufessore Xia Zhigang à l'Università Tessile di Wuhan. Anu affrontatu tuttu u prucessu industriale, da a filatura, a fabricazione di filati, a tessitura, à a tintura:

• 2019: Prima pruposta di filatura di imballaggio non distruttiva.

• 2020: Hà sviluppatu cù successu u primu pruduttu adattatu per a pelle tessutu di prutezzione termica in fibra di basalt.

• 2021: Tecnulugia di trafilatura cuntrullata di precisione ottenuta per a fibra di basalt ultrafina aduprata in i tessuti di l'abbigliamento.

• 2022: U laburatoriu hà cuncipitu è ​​​​filatu cù successu materiale di alta qualità, à bassa coppia, micca distruttivu, cumpletamente cupertu è d'alta proporzione. filatu finu di fibra di basalt.

• 2023: Funziunamentu stabile di l'inseme industriale cumpletu di prucessi è equipaggiamenti adatti per a filatura non distruttiva è à copertura cumpleta di fibra di basalt.

• 2023 à oghje: Ottimizazione è migliurazione cuntinua di i prucessi è di l'attrezzature, presa d'ordini per a pruduzzione è sviluppu di tessuti protettivi in ​​fibra di basalt di alta gamma per scenarii di prutezzione estremi.

• 2024: A bandera naziunale cinese fatta di fibra di basalt, sviluppata da l'Università Tessile di Wuhan, hè stata spiegata cù successu nantu à a parte opposta di a Luna da a missione Chang'e-6, prumovendu ulteriormente l'attenzione è l'espansione di l'applicazione di tessuti protettivi estremi di basalt.

• 2025: Una squadra d'innuvazione "Basalt Fiber Era" hè stata creata inseme da Aero-Engine Corporation of China Hangyu Life Support Equipment Co., Ltd. è a squadra di filatura di l'Accademicu Xu Weilin à l'Università Tessile di Wuhan. A squadra hè dedicata à a ricerca approfondita è à a prumuzione di l'espansione di l'applicazione aerospaziale à catena cumpleta di a fibra di basalt, da e materie prime à i prudutti tessili, rispondendu à e fruntiere internaziunali di a scienza spaziale è à i principali bisogni strategichi naziunali.

Innuvazione è Prestazione

Guidatu da i prufessori Xu Weilin, Xia Zhigang, è Tao Guangming, inseme à studienti laureati cum'è Shang Lulu, Xu Ao, è Zhang Shiliang, a squadra hà continuamente innovatu è migliuratu a tecnulugia attuale. Anu pioniere a tecnulugia di "filatura à spirale coassiale", superendu innovazioni tecniche è di equipaggiamenti chjave cum'è a furmazione di fili non distruttiva à bassa coppia è a cupertura stabile à più livelli.

Anu ottenutu una pruduzzione cuntinua à scala industriale di filatu metastrutturale di basalt flessibile, cumpostu organicu-inorganicu, ecologicu per a pelle è à più livelli (Metayarn).

• A resistenza di u Metayarn pruduttu hè aumentata di 27,76% paragunata à u filamentu di basalt originale.

• A coppia residuale di u filatu hè stata significativamente ridutta paragunata à altri fili cummerciali, permettendu a maglia o a tessitura diretta in prudutti Metayarn flessibili è rispettosi di a pelle.

Affruntendu ambienti aerospaziali cumplessi è estremi, i prudutti Metayarn mostranu una eccezziunale adattabilità ambientale è stabilità strutturale:

• A forza di u pruduttu flessibile ùn hè micca diminuita, ma piuttostu hè aumentata, dopu à un lavaggiu cuntinuu cù azotu liquidu à 200 °C, aria calda à 300 °C, è una esposizione prolungata à una forte radiazione solare.

• Hà mantinutu l'integrità strutturale dopu esse statu brusgiatu da una fiamma à 1300 °C.

• I prudutti di maglia Metayarn anu un allungamentu à a rottura finu à 421%.

• Mantenenu una eccellente resistenza à a fiamma è à u focu ancu sottu à 30%, ottenendu a funzione integrata di "cunfortu è prutezzione".