در برابر ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد بدون سوختن مقاومت میکند! لباس آتشنشانی بافته شده از سنگ آتشفشانی - هزینه کمتر، محافظت قویتر
اخیراً، پس از سالها غلبه بر موانع فنی، دانشگاه نساجی ووهان با موفقیت به سختی ... بازالت به الیافی ظریفتر از موی انسان تبدیل کرده و آنها را به صورت "لباسهای بازالتی با فلس اژدها" بافتهاند که قادر به تحمل دمای ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد هستند. این پیشرفت که توجه شرکتهای پیشرو در نساجی را به خود جلب کرده است، نه تنها کاستیهای حفاظتی لباسهای آتشنشانی سنتی را برطرف میکند، بلکه با هزینه کمتر به عملکرد برتر نیز دست مییابد. نمایندگانی از اداره آتشنشانی و نجات ووهان اخیراً برای سفارش مجموعهای از این لباسها از دانشگاه بازدید کردند. این نوآوری نه تنها مورد توجه مشاغل محلی هوبئی، بلکه مورد توجه بسیاری از شرکتهای پیشرو در نساجی در سراسر کشور نیز قرار گرفته است.
پروفسور شیا ژیگانگ، رئیس گروه تحقیقاتی ریسندگی تحت نظر تیم شو ویلین، در 19 می گفت: «فناوری «ریسندگی پیچیده شده در هسته» ما یک تکنیک جهانی بدیع و همهکاره است. این فناوری در زمینه لباسهای تخصصی مقاوم در برابر دمای بالا برجسته است و بیش از 2 میلیارد یوان ارزش صنعتی ایجاد کرده است.» او توضیح داد که این پیشرفت در الیاف بازالت فناوری لباسهای آتشنشانی نه تنها محدودیتهای حفاظتی لباسهای معمولی را برطرف میکند، بلکه با قدرت، علم مواد نساجی و صنعتیسازی تجهیزات فرآوری نساجی را پیش میبرد و چشمانداز رقابت بینالمللی را تغییر میدهد.
جرقه زدن یک انقلاب مواد: تبدیل سنگ به "لباسهایی در مقیاس اژدهای بازالت"
«چالش مربوط به مواد بازالت از نیازهای صنعت سرچشمه گرفته است؛ تیم ما با انجام تحقیقات علمی اختصاصی، به طور فعال به این خواستهها پاسخ داد.
در سال ۲۰۱۷، شیا ژیگانگ و تیمش هنگام بازدید از دو شرکت، درخواستی مشترک شنیدند: آیا میتوان از مواد معدنی - مانند بازالت - برای استخراج الیاف، ریسیدن نخ و بافتن پارچه برای محافظت از جان آتشنشانان در خطوط مقدم استفاده کرد؟
الیاف بازالت عایق حرارتی و الکتریکی عالی، مقاومت در برابر آتش و سرما، و ... شیمیایی بیاثری، مقاومت در برابر خوردگی و هزینه کم. با این حال، الیاف سفت و سخت و مستعد شکستگی شکننده هستند و کنترل خمش و پیچش غیر مخرب و کم گشتاور را در طول پردازش نساجی دشوار میکنند.
شیا ژیگانگ با ماموریت «ریشه دواندن در هوبئی و پایبند ماندن به خط تولید» پیشنهاد داد: «این یک چالش جهانی است - آیا باید آن را امتحان کنیم؟»
شیا ژیگانگ پس از بازگشت به آزمایشگاه دانشگاه، یک گروه ویژه تحقیقاتی تشکیل داد و با شرکتهای ریسندگی الیاف و نساجی همکاری کرد تا یک طرح تحقیقاتی نظری با تمرکز بر نوآوری در مواد بازالت راهاندازی کند. الیاف بازالت یک الیاف معدنی مشتق شده از سنگ بازالت آتشفشانی است. از طریق نوآوری در تجهیزات فنی و فرآوری، این الیاف فوقالعاده ظریف و انعطافپذیر شدهاند و در عین حال مقاومت طبیعی خود را در برابر دماهای بالا و خوردگی حفظ کردهاند.
در سال ۲۰۲۱، تیم تحقیقاتی و شرکای صنعتی با هم متحد شدند؛ آزمایشگاههای دانشگاه با خطوط تولید کارخانه همکاری نزدیکی داشتند تا آزمایشها و اعتبارسنجیهای مداوم را انجام دهند. قطر الیاف از ۱۲ میکرون و ۱۰ میکرون به تنها ۵ میکرون کاهش یافت - یک سوم ضخامت موی انسان. پس از دهها هزار آزمایش گشتاور، محاسبات مکرر، اعتبارسنجیهای تجربی و بهینهسازی بر اساس بازخورد، تیم فرآیند بهینهای را برای "پیچش غیرمخرب و دو جهته با محدودیت" نهایی کرد. این امر تضمین میکرد که الیاف بازالت میتوانند با حداقل گشتاور ریسیده شوند و در عین حال آسیبی نبینند.
«سازگاری با پوست - این سختترین مانع برای ... بود» پارچههای الیاف بازالت!" موفقیت اصلی این تیم در فناوری "ریسندگی با پیچش هسته" نهفته است: الیاف منگنه نرم به دور یک رشته هسته بازالت پیچیده میشوند. این رویکرد، هسته محافظ "محکم" الیاف بازالت را حفظ میکند و در عین حال، تجربه پوشیدن سبک، نرم و سازگار با پوست را ارائه میدهد. شیا ژیگانگ توضیح میدهد: "ما این فناوری جدید را "فناوری تشکیل نخ با پیچش کامل، غیر مخرب، کم گشتاور" نامگذاری کردیم." تیم او طی چندین سال با چندین شرکت برای غلبه بر چالشهای فنی همکاری کرد و بازالت سفت را به الیافی ظریفتر از موی انسان تبدیل کرد و آنها را به "لباسهای بازالتی با فلس اژدها" که قادر به تحمل دمای ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد هستند، بافت. این موفقیت نه تنها کاستیهای حفاظتی تجهیزات آتشنشانی سنتی را برطرف کرد، بلکه با هزینهای رقابتی به عملکرد برتر نیز دست یافت.
از ماه تا آتشگاه: لباس آتشنشانی مظهر «اوج فناوری انسانی» است
پرچم ملی که بر سطح ماه به نمایش گذاشته شد، فوراً توجه جهان را به خود جلب کرد... در سال ۲۰۲۴، «پرچم ملی ماه» چانگای-۶ در فضا به روشنی درخشید. این پرچم به عنوان اولین پرچم الیاف بازالت جهان که بر روی ماه به نمایش گذاشته شد، پشتیبانی مادی حیاتی را برای ماموریتهای اکتشاف فضای عمیق کشور من فراهم کرد. فناوری ریسندگی الیاف بازالت مورد استفاده برای این پرچم توسط تیم پروفسور شیا ژیگانگ در دانشگاه نساجی ووهان توسعه داده شده است.
امروزه، فناوری ریسندگی توسعهیافته توسط تیم پروفسور شیا نه تنها دانشجویان و تکنسینهای صنعتی را آموزش میدهد، بلکه از پروژههای بزرگ ملی نیز پشتیبانی میکند و با موفقیت در بخشهای مختلف غیرنظامی تجاریسازی شده است و پتانسیل بازار عظیمی را نشان میدهد. آزمایشها نشان داد که وقتی پارچه پنبهای سنتی به مدت 10 ثانیه در معرض شعله مشعل 1300 درجه سانتیگراد قرار میگیرد، فوراً مشتعل میشود و یک لباس آتشنشانی آرامید به طور کامل میسوزد، در حالی که پارچه مقاوم در برابر آتش الیاف بازالت فقط کمی سیاه میشود.
در سال ۲۰۲۵، این تیم در کل زنجیره تأمین با چندین شرکت داخلی همکاری کرد تا تولید انبوه نخهای ریسیده شده از کامپوزیت بازالت را هدایت کند و محصولاتی مانند لباسهای آتشنشانی، چکمه، طنابهای محافظ و پتوهای آتشنشانی تولید کند.
«در مقایسه با لباسهای آتشنشانی سنتی آرامید، لباسهای الیاف بازالت معیارهای عملکرد برتر را ارائه میدهند: آنها تا دمای ۱۳۰۰ درجه سانتیگراد را تحمل میکنند و با اطمینان در محدوده ۲۰۰- تا ۷۰۰ درجه سانتیگراد کار میکنند و به طور مؤثر یک گلوگاه فناوری حیاتی را حل میکنند.
شیا ژیگانگ با افتخار خاطرنشان کرد که در حال حاضر هیچ محصول قابل مقایسه مستقیمی در بازار بینالمللی وجود ندارد و این نشانگر گذار چین از یک کشور پیرو به یک کشور پیشرو در این زمینه است. در همین حال، تیم تحقیقاتی همچنان با شرکتها در زمینه بهینهسازی بیشتر، پیشبرد صنعتیسازی و کاربرد محصولات با کیفیت بالاتر و نوآورانهتر همکاری میکند.
شیا ژیگانگ با نگاهی به آینده گفت: «از زمین تا ماه، چشمانداز کاربرد الیاف بازالت بسیار فراتر از لباسهای آتشنشانی است.» او توضیح داد که ماه دارای مقادیر زیادی خاک ماه با ترکیب ساختاری مشابه بازالت است؛ در آینده، میتوان از پارچههای الیاف بازالت برای ساخت لباسهای فضایی و تسهیل ساختوساز در ماه استفاده کرد و به بشریت در اکتشافات بیشتر در ماه کمک کرد.
