ચંદ્ર સંશોધનમાં સ્તરીય બેસાલ્ટ અલ્ટ્રા-ફાઇન યાર્ન અને તેમના કાપડનો ઉપયોગ

"હાયરાર્કિકલ બેસાલ્ટ મેટાયાર્ન ફોર એર્ગોનોમિક પ્રોટેક્ટિવ સ્પેસ ટેક્સટાઇલ્સ" નામનો સંશોધન પત્ર વુહાન ટેક્સટાઇલ યુનિવર્સિટી ખાતે નેશનલ કી લેબોરેટરી ઓફ ન્યૂ ટેક્સટાઇલ મટિરિયલ્સ એન્ડ એડવાન્સ્ડ પ્રોસેસિંગના પ્રોફેસર ઝિયા ઝિગાંગ અને એકેડેમિશિયન ઝુ વેઇલિનની ટીમ દ્વારા પ્રોફેસર તાઓ ગુઆંગમિંગના સહયોગથી મેટર જર્નલમાં પ્રકાશિત કરવામાં આવ્યો હતો. નવી ટેક્સટાઇલ મટિરિયલ્સ અને એડવાન્સ્ડ પ્રોસેસિંગ માટેના આ સંશોધન જૂથે સૌપ્રથમ કોર-સ્પન સ્પિનિંગ ટેકનોલોજી "કોએક્સિયલ સ્પાઇરલ રેપ સ્પિનિંગ" નો પ્રસ્તાવ મૂક્યો હતો, જે અલ્ટ્રાફાઇન સ્કેલ પર બિન-વિનાશક, ઓછી-ટોર્ક, ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા અને મોટા પાયે સ્પિનિંગ, વણાટ અને બેસાલ્ટ ફાઇબરના ઉપયોગના પડકારોને સંબોધે છે. આ ઉચ્ચ-કઠોરતા અને ઉચ્ચ-બરડપણું અકાર્બનિક ફાઇબર સામગ્રીના મોટા પાયે, ત્વચા-મૈત્રીપૂર્ણ અને લવચીક કાપડ પ્રક્રિયા માટે એક નવો માર્ગ ખોલે છે, જે મોટા પાયે ઉત્પાદનને જટિલ અને આત્યંતિક વાતાવરણનો સામનો કરવા માટે ઉચ્ચ-પ્રદર્શન રક્ષણાત્મક સામગ્રીની તાત્કાલિક જરૂરિયાતને પૂર્ણ કરવાની મંજૂરી આપે છે. એરોસ્પેસ ક્ષેત્ર. પેપરના પ્રથમ લેખક પ્રોફેસર ઝિયા ઝિગાંગ છે, અને અનુરૂપ લેખકો એકેડેમિશિયન ઝુ વેઇલીન અને પ્રોફેસર તાઓ ગુઆંગમિંગ છે. પેપરને જર્નલ કવર લેખ તરીકે પસંદ કરવામાં આવ્યું હતું.

વંશવેલોનો ઉપયોગ બેસાલ્ટ અલ્ટ્રાફાઇન યાર્ન અને ચંદ્ર સંશોધનમાં તેના કાપડ ભવિષ્યના માનવ અવકાશ સ્થળાંતર માટે એક મહત્વપૂર્ણ પરિદૃશ્ય છે. આ શ્રેણીબદ્ધ બેસાલ્ટ અલ્ટ્રાફાઇન યાર્નમાં લવચીકતા, ઉચ્ચ શક્તિ અને ઉત્તમ સ્થિરતા છે, અને તેને નરમ કાપડમાં વણાવી શકાય છે જે મજબૂત સૌર કિરણોત્સર્ગ અને અવકાશમાં ભારે તાપમાનના વધઘટનો અસરકારક રીતે પ્રતિકાર કરે છે. આ સંશોધન બરડ અકાર્બનિક બેસાલ્ટ ફાઇબરને વ્યવહારુ, એર્ગોનોમિકલી રક્ષણાત્મક અવકાશ કાપડમાં રૂપાંતરિત કરવા માટે એક નવી પદ્ધતિનો પાયો નાખે છે.

તાજેતરના વર્ષોમાં, વૈશ્વિક ઊંડા અવકાશ સંશોધન અને વાણિજ્યિક એરોસ્પેસના ઝડપી વિકાસ સાથે, ઉદ્યોગની માંગ હલકો, આત્યંતિક-પર્યાવરણ-પ્રતિરોધક સામગ્રીમાં તીવ્ર વધારો થયો છે.બેસાલ્ટ ફાઇબરજ્વાળામુખીના ખડકમાંથી મેળવેલ, ઓછી કિંમત, ઉચ્ચ તાપમાન પ્રતિકાર, ઉચ્ચ થર્મલ ઇન્સ્યુલેશન, કિરણોત્સર્ગ પ્રતિકાર, કાટ પ્રતિકાર અને ધુમાડા વિના બિન-જ્વલનશીલતા જેવા મુખ્ય ફાયદા ધરાવે છે, જે રેલ પરિવહન, ખાસ સુરક્ષા અને સિવિલ એન્જિનિયરિંગ સહિત અનેક ક્ષેત્રોમાં સ્પર્ધાત્મક ઉપયોગને આકર્ષે છે. જો કે, તેની સહજ ઉચ્ચ કઠિનતા અને ઉચ્ચ મોડ્યુલસ તેને અલ્ટ્રાફાઇન સ્કેલ પર બરડ ફ્રેક્ચર માટે ખૂબ જ સંવેદનશીલ બનાવે છે; પરંપરાગત ઉચ્ચ-ટોર્ક સ્પિનિંગ ફાઇબરને નુકસાન અને શક્તિમાં તીવ્ર ઘટાડોનું કારણ બને છે, જેના પરિણામે "બિન-વિનાશક, ઓછા-ટોર્ક, સંપૂર્ણપણે ઢંકાયેલ, ત્વચા-મૈત્રીપૂર્ણ અને લવચીક" ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા યાર્ન લાંબા ગાળાની "અવરોધક" સમસ્યા બની જાય છે જે બેસાલ્ટ ફાઇબરને કાપડ એપ્લિકેશન સિસ્ટમમાં પ્રવેશતા અટકાવે છે.

ટેકનોલોજી વિકાસ સમયરેખા

આ ટેકનિકલ અવરોધને ઉકેલવા અને આત્યંતિક સુરક્ષા એપ્લિકેશનોની જરૂરિયાતોને પૂર્ણ કરવા માટે, એક સ્થાનિક કંપનીએ વુહાન ટેક્સટાઇલ યુનિવર્સિટી ખાતે પ્રોફેસર ઝિયા ઝિગાંગની ટીમ સાથે સહયોગ કર્યો. તેઓએ કાંતણ, યાર્ન બનાવવા, વણાટ, રંગકામથી લઈને સમગ્ર ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાનો સામનો કર્યો:

• ૨૦૧૯: પ્રથમ પ્રસ્તાવિત બિન-વિનાશક રેપિંગ સ્પિનિંગ.

• ૨૦૨૦: પ્રથમ ત્વચા-મૈત્રીપૂર્ણ બેસાલ્ટ ફાઇબર થર્મલ રક્ષણાત્મક ફેબ્રિક.

• ૨૦૨૧: વસ્ત્રોના કાપડમાં વપરાતા અલ્ટ્રાફાઇન બેસાલ્ટ ફાઇબર માટે ચોકસાઇ-નિયંત્રિત ડ્રોઇંગ ટેકનોલોજી પ્રાપ્ત કરી.

• ૨૦૨૨: પ્રયોગશાળાએ સફળતાપૂર્વક ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા, ઓછા-ટોર્ક, બિન-વિનાશક, સંપૂર્ણપણે ઢંકાયેલ, ઉચ્ચ-પ્રમાણસર ડિઝાઇન અને સ્પિન કર્યું બેસાલ્ટ ફાઇબર ફાઇન યાર્ન.

• ૨૦૨૩: બેસાલ્ટ ફાઇબરના બિન-વિનાશક, સંપૂર્ણ-કવરેજ સ્પિનિંગ માટે યોગ્ય પ્રક્રિયાઓ અને સાધનોના સંપૂર્ણ ઔદ્યોગિક સેટનું સ્થિર સંચાલન.

• ૨૦૨૩ થી અત્યાર સુધી: પ્રક્રિયાઓ અને સાધનોનું સતત ઑપ્ટિમાઇઝેશન અને સુધારણા, ઉત્પાદન માટે ઓર્ડર લેવા, અને આત્યંતિક સુરક્ષા પરિસ્થિતિઓ માટે ઉચ્ચ-સ્તરીય બેસાલ્ટ ફાઇબર રક્ષણાત્મક કાપડ વિકસાવવા.

• ૨૦૨૪: વુહાન ટેક્સટાઇલ યુનિવર્સિટી દ્વારા વિકસિત બેસાલ્ટ ફાઇબરથી બનેલો ચીની રાષ્ટ્રીય ધ્વજ, ચાંગ'ઇ-૬ મિશન દ્વારા ચંદ્રની દૂરની બાજુએ સફળતાપૂર્વક લહેરાવવામાં આવ્યો, જેનાથી બેસાલ્ટ આત્યંતિક રક્ષણાત્મક કાપડના ધ્યાન અને ઉપયોગના વિસ્તરણને વધુ પ્રોત્સાહન મળ્યું.

• 2025: એરો-એન્જિન કોર્પોરેશન ઓફ ચાઇના હાંગ્યુ લાઇફ સપોર્ટ ઇક્વિપમેન્ટ કંપની લિમિટેડ અને વુહાન ટેક્સટાઇલ યુનિવર્સિટી ખાતે એકેડેમિશિયન ઝુ વેઇલીનની સ્પિનિંગ ટીમ દ્વારા સંયુક્ત રીતે "બેસાલ્ટ ફાઇબર એરા" ઇનોવેશન ટીમની સ્થાપના કરવામાં આવી. આ ટીમ કાચા માલથી લઈને ટેક્સટાઇલ ઉત્પાદનો સુધી, બેસાલ્ટ ફાઇબરના સંપૂર્ણ-ચેઇન એરોસ્પેસ એપ્લિકેશન વિસ્તરણના ઊંડાણપૂર્વક સંશોધન અને પ્રમોશન માટે સમર્પિત છે, જે આંતરરાષ્ટ્રીય અવકાશ વિજ્ઞાન સીમાઓ અને મુખ્ય રાષ્ટ્રીય વ્યૂહાત્મક જરૂરિયાતોને સંબોધિત કરે છે.

નવીનતા અને પ્રદર્શન

પ્રોફેસર ઝુ વેઇલીન, ઝિયા ઝિગાંગ અને તાઓ ગુઆંગમિંગના નેતૃત્વમાં, શાંગ લુલુ, ઝુ આઓ અને ઝાંગ શિલિયાંગ જેવા સ્નાતક વિદ્યાર્થીઓ સાથે, ટીમે સતત નવીનતા અને વર્તમાન ટેકનોલોજીમાં સુધારો કર્યો. તેઓએ "કોએક્સિયલ સ્પાઇરલ રેપ સ્પિનિંગ" ટેકનોલોજીનો પાયો નાખ્યો, જેમાં બિન-વિનાશક, લો-ટોર્ક યાર્ન રચના અને બહુ-સ્તરીય સ્થિર કવરેજ જેવી મુખ્ય તકનીકી અને સાધનોની નવીનતાઓને દૂર કરવામાં આવી.

તેઓએ ઔદ્યોગિક સ્તરે, બહુ-સ્તરીય, કાર્બનિક-અકાર્બનિક સંયુક્ત, ત્વચા-મૈત્રીપૂર્ણ, લવચીક બેસાલ્ટ મેટા-સ્ટ્રક્ચરલ યાર્ન (મેટાયાર્ન) નું સતત ઉત્પાદન પ્રાપ્ત કર્યું.

• ઉત્પાદિત મેટાયાર્નની મજબૂતાઈ મૂળ બેસાલ્ટ ફિલામેન્ટની સરખામણીમાં 27.76% વધી.

• અન્ય વાણિજ્યિક યાર્નની તુલનામાં યાર્નનો શેષ ટોર્ક નોંધપાત્ર રીતે ઓછો થયો હતો, જેના કારણે ત્વચાને અનુકૂળ, લવચીક મેટાયાર્ન ઉત્પાદનોમાં સીધી ગૂંથણકામ અથવા વણાટ કરવાની મંજૂરી મળી.

જટિલ અને આત્યંતિક એરોસ્પેસ વાતાવરણનો સામનો કરતા, મેટાયાર્ન ઉત્પાદનો ઉત્કૃષ્ટ પર્યાવરણીય અનુકૂલનક્ષમતા અને માળખાકીય સ્થિરતા દર્શાવે છે:

• લવચીક ઉત્પાદનની મજબૂતાઈ ક્ષીણ થઈ નહીં, પરંતુ વધી ગઈ, 200°C તાપમાને પ્રવાહી નાઇટ્રોજન, 300°C તાપમાને ગરમ હવા અને મજબૂત સૌર કિરણોત્સર્ગના લાંબા સમય સુધી સંપર્કમાં રહેવાથી સતત ફ્લશિંગ પછી.

• ૧૩૦૦°C તાપમાનની જ્યોતથી બળી ગયા પછી પણ તેણે માળખાકીય અખંડિતતા જાળવી રાખી.

• મેટાયાર્ન ગૂંથેલા ઉત્પાદનોમાં વિરામ સમયે લંબાઈ હોય છે ૪૨૧%.

• તેઓ 30 થી ઓછી ઉંમરમાં પણ ઉત્તમ જ્યોત મંદતા અને અગ્નિ પ્રતિકાર જાળવી રાખે છે.%, "આરામ અને સુરક્ષા" ના સંકલિત કાર્યને પ્રાપ્ત કરવું.