Yn gwrthsefyll 1300°C heb losgi drwodd! Siwt Diffodd Tân wedi'i gwehyddu o graig folcanig—Cost is, amddiffyniad cryfach

Yn ddiweddar, ar ôl blynyddoedd o oresgyn rhwystrau technegol, llwyddodd Prifysgol Tecstilau Wuhan i dynnu lluniau'n galed Basalt yn ffibrau mwy tenau na gwallt dynol a'u gwehyddu'n "Siwtiau Graddfa Ddraig Basalt" sy'n gallu gwrthsefyll tymereddau o 1300°C. Mae'r datblygiad hwn, sydd wedi denu sylw mentrau tecstilau blaenllaw, nid yn unig yn mynd i'r afael â diffygion amddiffynnol siwtiau diffodd tân traddodiadol ond mae hefyd yn cyflawni perfformiad uwch am gost is. Ymwelodd cynrychiolwyr o Swyddfa Dân ac Achub Wuhan â'r brifysgol yn ddiweddar i gomisiynu swp o'r siwtiau hyn. Mae'r arloesedd wedi denu diddordeb nid yn unig gan fusnesau lleol Hubei ond hefyd gan nifer o gwmnïau tecstilau blaenllaw ledled y wlad.

"Mae ein technoleg 'Nyddu wedi'i Lapio â Chraidd' yn dechneg wreiddiol, amlbwrpas yn fyd-eang. Mae'n sefyll allan ym maes dillad arbenigol sy'n gwrthsefyll tymheredd uchel ac mae wedi cynhyrchu dros 2 biliwn yuan mewn gwerth diwydiant," meddai'r Athro Xia Zhigang, pennaeth y grŵp ymchwil nyddu o dan dîm yr Academig Xu Weilin, ar Fai 19. Esboniodd fod y datblygiad arloesol yn Ffibr Basalt Mae technoleg siwtiau diffodd tân nid yn unig yn datrys cyfyngiadau amddiffynnol siwtiau confensiynol ond hefyd yn hyrwyddo gwyddoniaeth deunyddiau tecstilau a diwydiannu offer prosesu tecstilau yn bwerus, gan newid tirwedd cystadleuaeth ryngwladol.

Sbarduno Chwyldro Deunyddiau: Troi Cerrig yn "Siwtiau Graddfa Draig Basalt"

"Yr her ynghylch deunyddiau basalt yn deillio o anghenion y diwydiant; ymatebodd ein tîm yn weithredol i'r gofynion hyn drwy ymgymryd ag ymchwil wyddonol ymroddedig."

Yn 2017, wrth ymweld â dau gwmni, clywodd Xia Zhigang a'i dîm gais unfrydol: A ellid defnyddio deunyddiau anorganig—fel basalt—i echdynnu ffibrau, nyddu edafedd, a gwehyddu ffabrig i ddiogelu bywydau diffoddwyr tân ar y rheng flaen?

Mae ffibr basalt yn cynnig inswleiddio thermol a thrydanol rhagorol, ymwrthedd tân ac oerfel, uchel Cemegol anadweithiolrwydd, ymwrthedd i gyrydiad, a chost isel. Fodd bynnag, mae'r ffibrau'n anhyblyg ac yn dueddol o dorri'n frau, gan ei gwneud hi'n anodd rheoli plygu a throelli nad ydynt yn ddinistriol ac sydd â thrym isel yn ystod prosesu tecstilau.

Wedi'i ysgogi gan genhadaeth i "ymsefydlu yn Hubei ac aros yn ymrwymedig i'r llinell gynhyrchu," cynigiodd Xia Zhigang: "Mae hon yn her fyd-eang—a ddylem ni roi cynnig arni?"

Ar ôl dychwelyd i labordy'r brifysgol, trefnodd Xia Zhigang dasglu ymchwil a phartneru â mentrau nyddu ffibr a thecstilau i lansio menter ymchwil ddamcaniaethol yn canolbwyntio ar arloesi deunyddiau basalt. Mae ffibr basalt yn ffibr anorganig sy'n deillio o graig basalt folcanig. Trwy arloesiadau mewn offer technegol a phrosesu, mae wedi dod yn hynod fân ac yn hyblyg, gan gadw ei wrthwynebiad naturiol i dymheredd uchel a chorydiad.

Yn 2021, ymunodd y tîm ymchwil a phartneriaid diwydiant â'i gilydd; cydweithiodd labordai prifysgol yn agos â llinellau cynhyrchu ffatri i gynnal profion a dilysu parhaus. Gostyngwyd diamedr y ffibr o 12 micron a 10 micron i lawr i ddim ond 5 micron—traean o drwch gwallt dynol. Ar ôl degau o filoedd o brofion trorym, cyfrifiadau dro ar ôl tro, dilysiadau arbrofol, ac optimeiddio yn seiliedig ar adborth, cwblhaodd y tîm broses optimaidd ar gyfer "troelli deuffordd, an-ddinistriol gyda chyfyngiad." Sicrhaodd hyn y gellid nyddu'r ffibr basalt gyda'r trorym lleiaf tra'n aros heb ei ddifrodi.

"Cyfeillgarwch croen—dyna oedd y rhwystr anoddaf i ffabrigau ffibr basalt!" Mae prif ddatblygiad y tîm yn gorwedd mewn technoleg "nyddu lapio-craidd": mae ffibrau stwffwl meddal yn cael eu troelli o amgylch ffilament craidd basalt. Mae'r dull hwn yn cadw craidd amddiffynnol "garw" y ffibr basalt wrth ddarparu profiad gwisgo ysgafn, meddal, a chyfeillgar i'r croen. "Fe wnaethon ni enwi'r dechnoleg newydd hon yn 'dechnoleg ffurfio edafedd lapio llawn, trorym isel, nad yw'n ddinistriol,'" eglura Xia Zhigang. Cydweithiodd ei dîm â nifer o fentrau dros sawl blwyddyn i oresgyn heriau technegol, gan dynnu basalt anhyblyg yn ffibrau mwy mân na gwallt dynol a'u gwehyddu'n "Siwtiau Graddfa Ddraig Basalt" sy'n gallu gwrthsefyll tymereddau o 1,300°C. Nid yn unig y gwnaeth y datblygiad hwn fynd i'r afael â diffygion amddiffynnol offer diffodd tân traddodiadol ond hefyd gyflawni perfformiad uwch am gost gystadleuol.

O'r Lleuad i'r Maes Tân: Mae Siwt Diffodd Tân yn Ymgorffori "Uchafbwynt Technoleg Dynol"

Denodd y faner genedlaethol a arddangoswyd ar wyneb y lleuad sylw'r byd mewn amrantiad... Yn 2024, disgleiriodd "baner genedlaethol lleuad" Chang'e-6 yn llachar yn y gofod. Fel baner ffibr basalt gyntaf y byd i gael ei harddangos ar y lleuad, darparodd gefnogaeth ddeunydd hanfodol i deithiau archwilio gofod dwfn fy ngwlad. Datblygwyd y dechnoleg nyddu ffibr basalt a ddefnyddiwyd ar gyfer y faner hon gan dîm yr Athro Xia Zhigang ym Mhrifysgol Tecstilau Wuhan.

Heddiw, nid yn unig mae'r dechnoleg nyddu a ddatblygwyd gan dîm yr Athro Xia yn hyfforddi myfyrwyr a thechnegwyr diwydiant ond mae hefyd yn cefnogi prosiectau cenedlaethol mawr ac mae wedi'i masnacheiddio'n llwyddiannus ar draws amrywiol sectorau sifil, gan ddangos potensial marchnad aruthrol. Dangosodd arbrofion, pan gafodd ei amlygu i fflam ffagl 1,300°C am 10 eiliad, fod ffabrig cotwm traddodiadol yn tanio ar unwaith a bod siwt diffodd tân aramid wedi'i llosgi'n llwyr, tra bod y ffabrig gwrthsefyll tân ffibr basalt yn dangos duo bach yn unig.

Yn 2025, cydweithiodd y tîm ar draws y gadwyn gyflenwi gyfan gyda nifer o fentrau domestig i yrru cynhyrchu ar raddfa fawr o edafedd cyfansawdd basalt wedi'u nyddu â chraidd, gan gynhyrchu cynhyrchion fel siwtiau diffodd tân, esgidiau, rhaffau amddiffynnol a blancedi tân.

"O'i gymharu â siwtiau diffodd tân aramid traddodiadol, siwtiau ffibr basalt yn cynnig metrigau perfformiad uwchraddol: maent yn gwrthsefyll tymereddau hyd at 1,300°C ac yn gweithredu'n ddibynadwy o fewn ystod o -200°C i 700°C, gan ddatrys tagfa dechnolegol hollbwysig yn effeithiol."

Nododd Xia Zhigang gyda balchder nad oes unrhyw gynhyrchion cymharol uniongyrchol ar y farchnad ryngwladol ar hyn o bryd, gan nodi trawsnewidiad Tsieina o ddilynwr i arweinydd yn y maes hwn. Yn y cyfamser, mae'r tîm ymchwil yn parhau i weithio gyda mentrau ar optimeiddio pellach, gan yrru diwydiannu a chymhwyso mwy o gynhyrchion arloesol o ansawdd uchel.

"O'r Ddaear i'r Lleuad, mae rhagolygon y defnydd o ffibr basalt yn ymestyn ymhell y tu hwnt i siwtiau diffodd tân," meddai Xia Zhigang, gan edrych i'r dyfodol. Esboniodd fod gan y Lleuad symiau helaeth o bridd lleuad gyda chyfansoddiad strwythurol tebyg i basalt; yn y dyfodol, gellid defnyddio ffabrigau ffibr basalt i gynhyrchu siwtiau gofod a hwyluso adeiladu'r lleuad, gan gynorthwyo dynoliaeth i archwilio'r lleuad ymhellach.