Αντέχει στους 1300°C χωρίς να καεί! Μια πυροσβεστική στολή υφασμένη από ηφαιστειακό βράχο - Χαμηλότερο κόστος, ισχυρότερη προστασία

Πρόσφατα, μετά από χρόνια υπερνίκησης τεχνικών εμποδίων, το Πανεπιστήμιο Υφαντουργίας της Γουχάν επέλεξε με επιτυχία Βασάλτης σε ίνες λεπτότερες από μια ανθρώπινη τρίχα και τις ύφανε σε «Στολές Βασάλτη σε Κλίμακα Δράκου» ικανές να αντέξουν σε θερμοκρασίες 1300°C. Αυτή η ανακάλυψη, η οποία έχει προσελκύσει την προσοχή κορυφαίων κλωστοϋφαντουργικών επιχειρήσεων, όχι μόνο αντιμετωπίζει τις προστατευτικές αδυναμίες των παραδοσιακών στολών πυρόσβεσης, αλλά επιτυγχάνει και ανώτερη απόδοση με χαμηλότερο κόστος. Εκπρόσωποι του Γραφείου Πυροσβεστικής και Διάσωσης της Γουχάν επισκέφθηκαν πρόσφατα το πανεπιστήμιο για να παραγγείλουν μια παρτίδα αυτών των στολών. Η καινοτομία έχει προσελκύσει το ενδιαφέρον όχι μόνο των τοπικών επιχειρήσεων της Χουμπέι, αλλά και πολλών κορυφαίων εταιρειών κλωστοϋφαντουργίας σε όλη τη χώρα.

«Η τεχνολογία μας «Core-Wrapped Spinning» είναι μια παγκοσμίως πρωτότυπη, ευέλικτη τεχνική. Ξεχωρίζει στον τομέα των εξειδικευμένων ενδυμάτων ανθεκτικών σε υψηλές θερμοκρασίες και έχει δημιουργήσει πάνω από 2 δισεκατομμύρια γιουάν σε βιομηχανική αξία», δήλωσε ο καθηγητής Xia Zhigang, επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας κλώσης υπό την ομάδα του Ακαδημαϊκού Xu Weilin, στις 19 Μαΐου. Εξήγησε ότι η σημαντική ανακάλυψη... Βασαλτική ίνα Η τεχνολογία στολών πυρόσβεσης όχι μόνο επιλύει τους προστατευτικούς περιορισμούς των συμβατικών στολών, αλλά και προωθεί δυναμικά την επιστήμη των υφαντικών υλικών και τη βιομηχανοποίηση του εξοπλισμού επεξεργασίας υφασμάτων, μεταβάλλοντας το τοπίο του διεθνούς ανταγωνισμού.

Πυροδοτώντας μια Επανάσταση Υλικών: Μετατρέποντας την Πέτρα σε «Κοστούμια Βασάλτη σε Κλίμακα Δράκου»

«Η πρόκληση σχετικά με υλικά βασάλτη προέκυψαν από τις ανάγκες της βιομηχανίας· η ομάδα μας ανταποκρίθηκε ενεργά σε αυτές τις απαιτήσεις αναλαμβάνοντας ειδική επιστημονική έρευνα.

Το 2017, κατά την επίσκεψή του σε δύο εταιρείες, ο Xia Zhigang και η ομάδα του άκουσαν ένα ομόφωνο αίτημα: Θα μπορούσαν τα ανόργανα υλικά -όπως ο βασάλτης- να χρησιμοποιηθούν για την εξαγωγή ινών, την κλώση νημάτων και την ύφανση υφασμάτων, ώστε να διασφαλιστούν οι ζωές των πυροσβεστών στην πρώτη γραμμή;

Οι ίνες βασάλτη προσφέρουν εξαιρετική θερμομόνωση και ηλεκτρική μόνωση, αντοχή στη φωτιά και το κρύο, υψηλή Χημική ουσία αδράνεια, αντοχή στη διάβρωση και χαμηλό κόστος. Ωστόσο, οι ίνες είναι άκαμπτες και επιρρεπείς σε εύθραυστη θραύση, καθιστώντας δύσκολο τον έλεγχο της μη καταστροφικής κάμψης και συστροφής χαμηλής ροπής κατά την επεξεργασία των υφασμάτων.

Οδηγούμενος από την αποστολή να «ριζώσει στην Χουμπέι και να παραμείνει αφοσιωμένος στη γραμμή παραγωγής», ο Σία Ζιγκάνγκ πρότεινε: «Αυτή είναι μια παγκόσμια πρόκληση — ας τη δοκιμάσουμε;»

Μετά την επιστροφή του στο πανεπιστημιακό εργαστήριο, ο Xia Zhigang οργάνωσε μια ερευνητική ομάδα εργασίας και συνεργάστηκε με επιχειρήσεις κλωστοϋφαντουργίας και κλωστοϋφαντουργίας για να ξεκινήσει μια θεωρητική ερευνητική πρωτοβουλία με επίκεντρο την καινοτομία σε υλικά βασάλτη. Οι ίνες βασάλτη είναι ανόργανες ίνες που προέρχονται από ηφαιστειακό βασαλτικό πέτρωμα. Μέσω καινοτομιών στον τεχνικό εξοπλισμό και την επεξεργασία, έχουν γίνει εξαιρετικά λεπτές και εύκαμπτες, διατηρώντας παράλληλα τη φυσική τους αντοχή στις υψηλές θερμοκρασίες και τη διάβρωση.

Το 2021, η ερευνητική ομάδα και οι συνεργάτες της βιομηχανίας ένωσαν τις δυνάμεις τους. Τα πανεπιστημιακά εργαστήρια συνεργάστηκαν στενά με τις γραμμές παραγωγής του εργοστασίου για τη διεξαγωγή συνεχών δοκιμών και επικύρωσης. Η διάμετρος της ίνας μειώθηκε από 12 μικρά και 10 μικρά σε μόλις 5 μικρά - το ένα τρίτο του πάχους μιας ανθρώπινης τρίχας. Μετά από δεκάδες χιλιάδες δοκιμές ροπής, επαναλαμβανόμενους υπολογισμούς, πειραματικές επικυρώσεις και βελτιστοποίηση με βάση την ανατροφοδότηση, η ομάδα ολοκλήρωσε μια βέλτιστη διαδικασία για «μη καταστροφική, αμφίδρομη συστροφή με περιορισμό». Αυτό διασφάλισε ότι η ίνα βασάλτη μπορούσε να περιστραφεί με ελάχιστη ροπή, παραμένοντας άθικτη.

«Φιλικότητα προς το δέρμα—αυτό ήταν το πιο δύσκολο εμπόδιο για υφάσματα από βασάλτη!" Η βασική ανακάλυψη της ομάδας έγκειται στην τεχνολογία "core-wrap spinning": οι μαλακές ίνες συστροφής περιστρέφονται γύρω από ένα νήμα πυρήνα βασάλτη. Αυτή η προσέγγιση διατηρεί τον "ανθεκτικό" προστατευτικό πυρήνα της ίνας βασάλτη, παρέχοντας παράλληλα μια ελαφριά, απαλή και φιλική προς το δέρμα εμπειρία χρήσης. "Ονομάσαμε αυτή τη νέα τεχνολογία "μη καταστροφική, χαμηλής ροπής, τεχνολογία σχηματισμού νήματος πλήρους περιτύλιξης"", εξηγεί ο Xia Zhigang. Η ομάδα του συνεργάστηκε με πολλές επιχειρήσεις για αρκετά χρόνια για να ξεπεράσει τις τεχνικές προκλήσεις, τραβώντας άκαμπτο βασάλτη σε ίνες λεπτότερες από την ανθρώπινη τρίχα και υφαίνοντας τες σε "Στολές Κλίμακας Δράκου Βασάλτη" ικανές να αντέξουν θερμοκρασίες 1.300°C. Αυτή η ανακάλυψη όχι μόνο αντιμετώπισε τις προστατευτικές αδυναμίες του παραδοσιακού εξοπλισμού πυρόσβεσης, αλλά πέτυχε και ανώτερη απόδοση σε ανταγωνιστικό κόστος.

Από τη Σελήνη στο Πεδίο της Πυρκαγιάς: Μια Στολή Πυρόσβεσης Ενσαρκώνει την «Αποκορύφωση της Ανθρώπινης Τεχνολογίας»

Η εθνική σημαία που υψωνόταν στην επιφάνεια της σελήνης τράβηξε την προσοχή του κόσμου σε μια στιγμή... Το 2024, η «σεληνιακή εθνική σημαία» Chang'e-6 έλαμψε έντονα στο διάστημα. Ως η πρώτη σημαία από ίνες βασάλτη στον κόσμο που υψώθηκε στη σελήνη, παρείχε κρίσιμη υλική υποστήριξη για τις αποστολές εξερεύνησης του διαστήματος της χώρας μου. Η τεχνολογία κλώσης ινών βασάλτη που χρησιμοποιήθηκε για αυτήν τη σημαία αναπτύχθηκε από την ομάδα του καθηγητή Xia Zhigang στο Πανεπιστήμιο Υφάσματος της Γουχάν.

Σήμερα, η τεχνολογία κλώσης που αναπτύχθηκε από την ομάδα του καθηγητή Xia όχι μόνο εκπαιδεύει φοιτητές και τεχνικούς της βιομηχανίας, αλλά υποστηρίζει επίσης μεγάλα εθνικά έργα και έχει εμπορευματοποιηθεί με επιτυχία σε διάφορους πολιτικούς τομείς, επιδεικνύοντας τεράστιο δυναμικό της αγοράς. Πειράματα έδειξαν ότι όταν εκτέθηκε σε φλόγα πυρσού 1.300°C για 10 δευτερόλεπτα, το παραδοσιακό βαμβακερό ύφασμα αναφλέγεται ακαριαία και μια πυροσβεστική στολή αραμιδίου καίγεται ολοσχερώς, ενώ το πυρίμαχο ύφασμα από ίνες βασάλτη έδειξε μόνο ελαφρύ μαύρισμα.

Το 2025, η ομάδα συνεργάστηκε σε ολόκληρη την αλυσίδα εφοδιασμού με πολλές εγχώριες επιχειρήσεις για να προωθήσει την παραγωγή μεγάλης κλίμακας σύνθετων νημάτων από βασάλτη, κατασκευάζοντας προϊόντα όπως στολές πυρόσβεσης, μπότες, προστατευτικά σχοινιά και πυροσβεστικές κουβέρτες.

«Σε σύγκριση με τις παραδοσιακές πυροσβεστικές στολές από αραμίδιο, κοστούμια από βασάλτη προσφέρουν ανώτερες μετρήσεις απόδοσης: αντέχουν σε θερμοκρασίες έως 1.300°C και λειτουργούν αξιόπιστα σε εύρος από -200°C έως 700°C, επιλύοντας αποτελεσματικά ένα κρίσιμο τεχνολογικό εμπόδιο.

Ο Xia Zhigang σημείωσε με υπερηφάνεια ότι προς το παρόν δεν υπάρχουν άμεσα συγκρίσιμα προϊόντα στη διεθνή αγορά, σηματοδοτώντας τη μετάβαση της Κίνας από έναν ακόλουθο σε έναν ηγέτη σε αυτόν τον τομέα. Εν τω μεταξύ, η ερευνητική ομάδα συνεχίζει να συνεργάζεται με επιχειρήσεις για περαιτέρω βελτιστοποίηση, προωθώντας τη βιομηχανοποίηση και την εφαρμογή πιο υψηλής ποιότητας, καινοτόμων προϊόντων.

«Από τη Γη μέχρι τη Σελήνη, οι προοπτικές εφαρμογής των ινών βασάλτη εκτείνονται πολύ πέρα ​​από τις στολές πυρόσβεσης», δήλωσε ο Xia Zhigang, κοιτάζοντας προς το μέλλον. Εξήγησε ότι η Σελήνη διαθέτει τεράστιες ποσότητες σεληνιακού εδάφους με δομική σύνθεση παρόμοια με του βασάλτη. Στο μέλλον, τα υφάσματα από ίνες βασάλτη θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή διαστημικών στολών και τη διευκόλυνση της σεληνιακής κατασκευής, βοηθώντας την ανθρωπότητα στην περαιτέρω εξερεύνηση της σελήνης.