Kestää 1300 °C:n lämpötilan palamatta läpi! Tulivuoren kivestä kudottu palopuku – edullisempi, vahvempi suoja

Äskettäin, vuosien teknisten esteiden voittamisen jälkeen, Wuhanin tekstiiliyliopisto veti onnistuneesti kovan tason vetäjän joukosta. Basaltti hiusta hienommiksi kuiduiksi ja kutoi niistä "basalttilohikäärmeen suomuisia pukuja", jotka kestävät 1300 °C:n lämpötiloja. Tämä läpimurto, joka on herättänyt johtavien tekstiiliyritysten huomion, ei ainoastaan ​​korjaa perinteisten palopukujen suojauspuutteita, vaan saavuttaa myös erinomaisen suorituskyvyn alhaisemmilla kustannuksilla. Wuhanin palo- ja pelastuslaitoksen edustajat vierailivat äskettäin yliopistolla tilaamassa erän näitä pukuja. Innovaatio on herättänyt kiinnostusta paitsi paikallisissa Hubein yrityksissä myös lukuisissa johtavissa tekstiiliyrityksissä ympäri maata.

”’Core-Wrapped Spinning’ -teknologiamme on maailmanlaajuisesti omaperäinen ja monipuolinen tekniikka. Se erottuu edukseen korkeita lämpötiloja kestävien erikoisvaatteiden alalla ja on tuottanut yli 2 miljardia yuania alan arvoa”, sanoi akateemikko Xu Weilinin tiimin kehruututkimusryhmän johtaja, professori Xia Zhigang 19. toukokuuta. Hän selitti, että läpimurto Basaltikuitu Palopukuteknologia ei ainoastaan ​​ratkaise perinteisten pukujen suojausrajoituksia, vaan myös edistää voimakkaasti tekstiilimateriaalitiedettä ja tekstiilien jalostuslaitteiden teollistumista, muuttaen kansainvälisen kilpailun maisemaa.

Materiaalivallankumouksen käynnistäminen: Kiven muuttaminen "basalttimaiseksi lohikäärmeensuojien puvuksi"

"Haaste, joka koskee basalttimateriaalit saivat alkunsa teollisuuden tarpeista; tiimimme vastasi aktiivisesti näihin vaatimuksiin tekemällä omistautunutta tieteellistä tutkimusta."

Vuonna 2017 vieraillessaan kahdessa yrityksessä Xia Zhigang ja hänen tiiminsä kuulivat yksimielisen pyynnön: Voitaisiinko epäorgaanisia materiaaleja – kuten basalttia – käyttää kuitujen erottamiseen, langan kehräämiseen ja kankaiden kutomiseen etulinjan palomiesten hengen suojelemiseksi?

Basalttikuitu tarjoaa erinomaisen lämpö- ja sähköeristyksen, palo- ja kylmänkestävyyden, korkean Kemiallinen inerttiys, korroosionkestävyys ja alhaiset kustannukset. Kuidut ovat kuitenkin jäykkiä ja alttiita haurasmurtumille, mikä tekee tekstiilin prosessoinnin aikana tapahtuvan rikkomattoman, pienen vääntömomentin taivutuksen ja kiertymisen hallitsemisen vaikeaksi.

Xia Zhigangin missiona on "juurtua Hubein maakuntaan ja pysyä sitoutuneena tuotantolinjaan", ja hän ehdotti: "Tämä on globaali haaste – pitäisikö meidän kokeilla?"

Palattuaan yliopiston laboratorioon Xia Zhigang perusti tutkimustyöryhmän ja aloitti yhteistyön kuitukehräys- ja tekstiiliyritysten kanssa teoreettisen tutkimushankkeen, joka keskittyy basalttimateriaalien innovaatioihin. Basalttikuitu on epäorgaaninen kuitu, joka on peräisin vulkaanisesta basalttikivestä. Teknisten laitteiden ja prosessoinnin innovaatioiden ansiosta siitä on tullut erittäin hienoa ja joustavaa, ja se on säilyttänyt luonnollisen kestävyytensä korkeita lämpötiloja ja korroosiota vastaan.

Vuonna 2021 tutkimusryhmä ja teollisuuskumppanit yhdistivät voimansa; yliopistolaboratoriot tekivät tiivistä yhteistyötä tehtaiden tuotantolinjojen kanssa jatkuvan testauksen ja validoinnin suorittamiseksi. Kuidun halkaisijaa pienennettiin 12 ja 10 mikronista vain 5 mikroniin – kolmasosaan ihmisen hiuksen paksuudesta. Kymmenien tuhansien vääntömomenttitestien, toistuvien laskelmien, kokeellisten validointien ja palautteeseen perustuvan optimoinnin jälkeen tiimi viimeisteli optimaalisen prosessin "tuhoamattomalle, kaksisuuntaiselle kiertämiselle rajoituksella". Tämä varmisti, että basalttikuitua voitiin kehrätä minimaalisella vääntömomentilla ja se pysyi vahingoittumattomana.

"Ihoystävällisyys – se oli vaikein este" basalttikuitukankaat!” Tiimin läpimurto on "ydinkäärepunnerrus"-teknologiassa: pehmeät katkokuidut kierretään basalttiydinfilamentin ympärille. Tämä lähestymistapa säilyttää basalttikuidun "kestävän" suojaavan ytimen ja tarjoaa samalla kevyen, pehmeän ja ihoystävällisen käyttökokemuksen. "Nimesimme tämän uuden teknologian 'tuhoamattomaksi, matalan vääntömomentin, täysin käärityn langanmuodostusteknologiaksi'", selittää Xia Zhigang. Hänen tiiminsä on tehnyt yhteistyötä useiden yritysten kanssa useiden vuosien ajan ratkaistakseen tekniset haasteet vetämällä jäykkää basalttia hiuksia hienommiksi kuiduiksi ja kutomalla niistä "basalttilohikäärmeensuomuun sopivia pukuja", jotka kestävät 1 300 °C:n lämpötiloja. Tämä läpimurto ei ainoastaan ​​korjannut perinteisten palontorjuntavarusteiden suojauspuutteita, vaan saavutti myös erinomaisen suorituskyvyn kilpailukykyiseen hintaan.

Kuusta tulipalon paikalle: Palomiespuku ilmentää "ihmisteknologian huippua"

Kuun pinnalla esillä oleva kansallislippu herätti maailman huomion hetkessä... Vuonna 2024 Chang'e-6:n "kuun kansallislippu" loisti kirkkaasti avaruudessa. Maailman ensimmäisenä kuuhun esiteltynä basalttikuidusta valmistettuna lippuna se tarjosi kriittistä materiaalitukea maani syvän avaruuden tutkimuslennoille. Lipun valmistuksessa käytetyn basalttikuidusta valmistetun kehräystekniikan kehitti professori Xia Zhigangin tiimi Wuhanin tekstiiliyliopistossa.

Nykyään professori Xia'n tiimin kehittämä kehruuteknologia ei ainoastaan ​​kouluta opiskelijoita ja teollisuuden teknikkoja, vaan se tukee myös suuria kansallisia projekteja ja on kaupallistettu menestyksekkäästi useilla siviilialoilla, mikä osoittaa valtavaa markkinapotentiaalia. Kokeet osoittivat, että kun perinteinen puuvillakangas altistettiin 1 300 °C:n liekille 10 sekunnin ajan, se syttyi välittömästi ja aramidikuituinen sammutuspuku paloi kokonaan läpi, kun taas basalttikuidusta valmistettu palonkestävä kangas mustui vain hieman.

Vuonna 2025 tiimi teki yhteistyötä koko toimitusketjun ajan useiden kotimaisten yritysten kanssa edistääkseen basalttikomposiittiytimellä kehrättyjen lankojen laajamittaista tuotantoa, valmistaen tuotteita, kuten palopukuja, saappaita, suojaköysiä ja sammutuspeittoja.

"Verrattuna perinteisiin aramidista valmistettuihin palontorjuntapukuihin, basalttikuitupuvut tarjoavat erinomaiset suorituskykymittarit: ne kestävät jopa 1 300 °C:n lämpötiloja ja toimivat luotettavasti -200 °C:sta 700 °C:een lämpötila-alueella, mikä ratkaisee tehokkaasti kriittisen teknologisen pullonkaulan."

Xia Zhigang totesi ylpeänä, ettei kansainvälisillä markkinoilla tällä hetkellä ole suoraan vertailukelpoisia tuotteita, mikä merkitsee Kiinan siirtymistä seuraajasta johtajaksi tällä alalla. Samaan aikaan tutkimusryhmä jatkaa yhteistyötä yritysten kanssa optimoinnin edistämiseksi, edistäen korkealaatuisempien ja innovatiivisempien tuotteiden teollistamista ja käyttöä.

"Maasta Kuuhun basalttikuidun käyttömahdollisuudet ulottuvat paljon palontorjuntapukuja pidemmälle", Xia Zhigang sanoi tulevaisuuteen katsoen. Hän selitti, että Kuussa on valtavia määriä kuumaa, jonka rakenne on samanlainen kuin basaltilla; tulevaisuudessa basalttikuitukankaita voitaisiin käyttää avaruuspukujen valmistukseen ja helpottaa Kuun rakentamista, mikä auttaisi ihmiskuntaa jatkotutkimusmatkalla.