Odolává teplotám 1300 °C bez propálení! Hasičský oblek utkaný z vulkanické horniny – nižší náklady, silnější ochrana
Nedávno, po letech překonávání technických překážek, se Wuhanské textilní univerzitě podařilo tvrdě nakreslit... Čedič do vláken jemnějších než lidský vlas a vetkávaly je do „čedičových obleků z dračích šupin“ schopných odolat teplotám až 1300 °C. Tento průlom, který upoutal pozornost předních textilních podniků, nejen řeší ochranné nedostatky tradičních hasičských obleků, ale také dosahuje vynikajícího výkonu za nižší cenu. Zástupci hasičského a záchranného sboru z Wu-chanu nedávno navštívili univerzitu, aby si objednali várku těchto obleků. Inovace vzbudila zájem nejen místních podniků z provincie Hubei, ale také mnoha předních textilních společností po celé zemi.
„Naše technologie ‚Core-Wrapped Spinning‘ je celosvětově originální a všestranná technika. Vyniká v oblasti specializovaného oděvu odolného vůči vysokým teplotám a vygenerovala v průmyslu hodnotu přes 2 miliardy juanů,“ uvedl 19. května profesor Xia Zhigang, vedoucí výzkumné skupiny pro přádelnu v týmu akademika Xu Weilina. Vysvětlil, že průlom v Čedičové vlákno Technologie hasičských obleků nejen řeší ochranná omezení konvenčních obleků, ale také silně posouvá vědu o textilních materiálech a industrializaci zařízení na zpracování textilu, čímž mění podmínky pro mezinárodní konkurenci.
Zažehnutí materiálové revoluce: Proměna kamene v „čedičové obleky v dračích šupinách“
„Výzva týkající se čedičové materiály vzniklo z potřeb průmyslu; náš tým aktivně reagoval na tyto požadavky provedením specializovaného vědeckého výzkumu.“
V roce 2017, když Xia Zhigang a jeho tým navštívili dvě společnosti, vyslechli jednomyslný požadavek: Mohly by být anorganické materiály – jako je čedič – použity k extrakci vláken, spřádání příze a tkaní látek, aby se ochránily životy hasičů v první linii?
Čedičové vlákno nabízí vynikající tepelnou a elektrickou izolaci, odolnost proti ohni a chladu, vysokou Chemikálie inertnost, odolnost proti korozi a nízké náklady. Vlákna jsou však tuhá a náchylná ke křehkému lomu, což ztěžuje kontrolu nedestruktivního ohýbání a kroucení s nízkým krouticím momentem během textilního zpracování.
S cílem „zakořenit se v provincii Chu-pej a zůstat oddaný výrobní lince“ navrhl Sia Č'-kang: „Toto je globální výzva – zkusíme to?“
Po návratu do univerzitní laboratoře zorganizoval Xia Zhigang výzkumnou pracovní skupinu a navázal partnerství s podniky zabývajícími se přádelnou a textilními výrobky, aby zahájil teoretickou výzkumnou iniciativu zaměřenou na inovace čedičového materiálu. Čedičové vlákno je anorganické vlákno získané ze sopečné čedičové horniny. Díky inovacím v technickém vybavení a zpracování se stalo ultrajemným a pružným, přičemž si zachovalo svou přirozenou odolnost vůči vysokým teplotám a korozi.
V roce 2021 spojil výzkumný tým a průmysloví partneři síly; univerzitní laboratoře úzce spolupracovaly s výrobními linkami v továrnách na provádění průběžného testování a validace. Průměr vlákna byl snížen z 12 mikronů a 10 mikronů na pouhých 5 mikronů – což je třetina tloušťky lidského vlasu. Po desítkách tisíc testů krouticího momentu, opakovaných výpočtech, experimentálních validacích a optimalizaci na základě zpětné vazby tým dokončil optimální proces pro „nedestruktivní, obousměrné kroucení s omezením“. To zajistilo, že čedičové vlákno mohlo být spřádáno s minimálním krouticím momentem, aniž by zůstalo poškozeno.
„Šetrnost k pokožce – to byla pro nás nejtěžší překážka.“ tkaniny z čedičových vláken„Klíčový průlom týmu spočívá v technologii „core-wrap spřádání“: měkká střižová vlákna jsou zkroucena kolem čedičového jádra. Tento přístup zachovává „robustní“ ochranné jádro čedičového vlákna a zároveň poskytuje lehký, měkký a k pokožce šetrný zážitek z nošení. „Tuto novou technologii jsme pojmenovali ‚nedestruktivní technologie tvorby příze s nízkým točivým momentem a plným ovíjením,‘“ vysvětluje Xia Zhigang. Jeho tým po několik let spolupracoval s několika podniky na překonání technických výzev, táhl tuhý čedič do vláken jemnějších než lidské vlasy a tkával je do „čedičových obleků v dračích šupinách“, které odolávají teplotám až 1 300 °C. Tento průlom nejen řešil ochranné nedostatky tradičního hasičského vybavení, ale také dosáhl vynikajícího výkonu za konkurenceschopnou cenu.
Z Měsíce na ohniště: Hasičský oblek ztělesňuje „vrchol lidské technologie“
Státní vlajka vztyčená na měsíčním povrchu okamžitě upoutala pozornost světa... V roce 2024 se ve vesmíru jasně rozzářila „měsíční národní vlajka“ sondy Chang'e-6. Jako první vlajka z čedičových vláken na světě, která byla vztyčena na Měsíci, poskytla zásadní materiální podporu pro mise mé země zaměřené na průzkum hlubokého vesmíru. Technologie spřádání čedičových vláken použitá pro tuto vlajku byla vyvinuta týmem profesora Xia Zhiganga z Wuhanské textilní univerzity.
Technologie spřádání vyvinutá týmem profesora Xia dnes nejen školí studenty a techniky v průmyslu, ale také podporuje významné národní projekty a byla úspěšně komerčně využita v různých civilních sektorech, což ukazuje obrovský tržní potenciál. Experimenty ukázaly, že při vystavení plameni hořáku o teplotě 1 300 °C po dobu 10 sekund se tradiční bavlněná tkanina okamžitě vznítila a aramidový hasičský oblek byl zcela propálen, zatímco nehořlavá tkanina z čedičových vláken vykazovala pouze mírné zčernání.
V roce 2025 tým spolupracoval v celém dodavatelském řetězci s několika domácími podniky na řízení velkovýroby čedičových kompozitních jádrových přízí, z nichž se vyráběly produkty, jako jsou hasičské obleky, boty, ochranná lana a protipožární deky.
"Ve srovnání s tradičními aramidovými hasičskými obleky," obleky z čedičových vláken nabízejí vynikající výkonnostní parametry: odolávají teplotám až do 1 300 °C a spolehlivě fungují v rozsahu -200 °C až 700 °C, čímž efektivně řeší kritické technologické úzké místo.
Xia Zhigang s hrdostí poznamenal, že na mezinárodním trhu v současné době neexistují žádné přímo srovnatelné produkty, což značí přechod Číny z pozice následovníka na lídra v této oblasti. Výzkumný tým mezitím nadále spolupracuje s podniky na další optimalizaci, podněcuje industrializaci a aplikaci kvalitnějších a inovativnějších produktů.
„Od Země až po Měsíc, možnosti využití čedičových vláken sahají daleko za hranice hasičských obleků,“ řekl Xia Zhigang s pohledem do budoucnosti. Vysvětlil, že Měsíc disponuje obrovským množstvím lunární půdy se strukturálním složením podobným čediči; v budoucnu by se čedičové vláknité tkaniny mohly použít k výrobě skafandrů a usnadnit konstrukci Měsíce, což by lidstvu pomohlo v dalším průzkumu Měsíce.
