Þolir 1300°C hita án þess að brenna í gegn! Slökkvibúningur ofinn úr eldfjallabergi - lægri kostnaður, sterkari vörn

Nýlega, eftir að hafa yfirstigið tæknilegar hindranir í mörg ár, tókst vefnaðarháskólinn í Wuhan að draga saman erfiða... Basalt í trefjar fínni en mannshár og ofið úr þeim „Basalt-drekabúninga“ sem þola allt að 1300°C hitastig. Þessi bylting, sem hefur vakið athygli leiðandi textílfyrirtækja, tekur ekki aðeins á verndargöllum hefðbundinna slökkvibúninga heldur nær einnig betri árangri á lægra verði. Fulltrúar frá slökkviliðinu í Wuhan heimsóttu nýlega háskólann til að panta lotu af þessum búningum. Þessi nýjung hefur vakið áhuga ekki aðeins fyrirtækja í Hubei heldur einnig fjölmargra leiðandi textílfyrirtækja um allt land.

„Tækni okkar, sem kallast „Core-Wrapped Spinning“, er alþjóðlega frumleg og fjölhæf tækni. Hún sker sig úr á sviði sérhæfðra fatnaðar sem þolir háan hita og hefur skapað yfir 2 milljarða júana í iðnaðarverðmæti,“ sagði prófessor Xia Zhigang, yfirmaður rannsóknarhópsins um spuna undir teymi fræðimannsins Xu Weilin, þann 19. maí. Hann útskýrði að byltingin í Basalt trefjar Tækni slökkvibúninga leysir ekki aðeins úr takmörkunum hefðbundinna slökkvibúninga heldur eykst einnig verulega þróun textílefnafræði og iðnvæðingu búnaðar til vinnslu textíls og breytir þannig alþjóðlegri samkeppni.

Að kveikja efnisbyltingu: Að breyta steini í „basaltdrekabúninga“

„Áskorunin varðandi basalt efni kom frá þörfum iðnaðarins; teymi okkar brást virkan við þessum kröfum með því að framkvæma sérstaka vísindarannsókn.“

Árið 2017, þegar Xia Zhigang og teymi hans voru í heimsókn hjá tveimur fyrirtækjum, heyrðu þau einróma beiðni: Væri hægt að nota ólífræn efni – eins og basalt – til að vinna úr trefjum, spinna garn og vefa efni til að vernda líf slökkviliðsmanna í fremstu víglínu?

Basaltþráður býður upp á framúrskarandi varma- og rafmagnseinangrun, eld- og kuldaþol, mikla Efnafræðilegt óvirkni, tæringarþol og lágur kostnaður. Hins vegar eru trefjarnar stífar og viðkvæmar fyrir brothættum brotum, sem gerir það erfitt að stjórna óskemmandi beygju og snúningi með lágu togi við textílvinnslu.

Knúinn áfram af þeirri hugmynd að „festa rætur í Hubei og halda áfram að vera staðráðinn í framleiðslulínunni“ lagði Xia Zhigang til: „Þetta er alþjóðleg áskorun – eigum við að reyna við það?“

Þegar Xia Zhigang sneri aftur til rannsóknarstofunnar í háskólanum skipulagði hann rannsóknarhóp og hóf samstarf við fyrirtæki í spuna- og textíliðnaði til að hefja fræðilegt rannsóknarverkefni sem einbeitti sér að nýsköpun í basaltefni. Basaltþræðir eru ólífrænir þræðir unnin úr eldfjallabasaltbergi. Með nýjungum í tæknilegum búnaði og vinnslu hefur hann orðið afar fínn og sveigjanlegur, en samt sem áður varðveitt náttúrulega mótstöðu sína gegn háum hita og tæringu.

Árið 2021 sameinuðu rannsóknarhópurinn og samstarfsaðilar í greininni krafta sína; rannsóknarstofur háskólans unnu náið með framleiðslulínum verksmiðjunnar til að framkvæma stöðugar prófanir og staðfestingar. Þvermál trefjanna var minnkað úr 12 míkronum og 10 míkronum niður í aðeins 5 míkron - þriðjung af þykkt mannshárs. Eftir tugþúsundir togprófana, endurteknar útreikninga, tilraunastaðfestingar og hagræðingu byggða á endurgjöf, lauk hópurinn við að finna bestu aðferðina fyrir „óskemmandi, tvíátta snúning með lokun.“ Þetta tryggði að hægt væri að spinna basalttrefjarnar með lágmarks togi án þess að skemmast.

„Húðvænleiki – það var erfiðasta hindrunin fyrir basalt trefjaefni!" Helsta byltingarkennda uppgötvun teymisins liggur í „kjarna-vafningssnúnings“ tækni: mjúkir heftþræðir eru snúnir utan um basaltþráð í kjarna. Þessi aðferð viðheldur „sterkum“ verndarkjarna basaltþráðarins en veitir samt léttan, mjúkan og húðvænan notkunarupplifun. „Við nefndum þessa nýju tækni 'ekki-skemmandi, lágt tog, full-vafnings garnmyndunartækni',“ útskýrir Xia Zhigang. Teymi hans vann með fjölmörgum fyrirtækjum í nokkur ár til að sigrast á tæknilegum áskorunum, dró stíft basalt í trefjar fínni en mannshár og fléttaði þær í „Basalt dreka-mælisbúninga“ sem þoldu allt að 1.300°C hitastig. Þessi bylting tók ekki aðeins á verndargöllum hefðbundins slökkvibúnaðar heldur náði einnig framúrskarandi árangri á samkeppnishæfu verði.

Frá tunglinu til eldsvæðisins: Slökkvibúningur er ímynd „tinds mannlegrar tækni“

Þjóðfáninn sem var sýnilegur á tunglyfirborðinu vakti athygli heimsins á augabragði... Árið 2024 skein „tunglfáninn“ Chang'e-6 skært í geimnum. Sem fyrsti basaltþráðafáninn í heiminum sem var sýnilegur á tunglinu veitti hann mikilvægan efnislegan stuðning fyrir geimkönnunarleiðangra landsins míns. Tæknin sem notuð er til að spuna basaltþráðinn í þennan fána var þróuð af teymi prófessors Xia Zhigang við Wuhan Textile University.

Í dag þjálfar spunatæknin, sem teymi prófessors Xia þróaði, ekki aðeins nemendur og tæknimenn í iðnaði heldur styður hún einnig við stór verkefni á landsvísu og hefur verið markaðssett með góðum árangri í ýmsum borgaralegum geirum, sem sýnir fram á mikla markaðsmöguleika. Tilraunir sýndu að þegar hefðbundið bómullarefni var útsett fyrir 1.300°C brennsluloga í 10 sekúndur kviknaði samstundis og slökkvibúningur úr aramíð brann alveg í gegn, en eldþolið efni úr basaltþráðum sýndi aðeins lítillega svartnun.

Árið 2025 vann teymið með fjölmörgum innlendum fyrirtækjum í allri framboðskeðjunni að því að knýja áfram stórfellda framleiðslu á basalt-samsettum kjarnaspunnum garni og framleiða vörur eins og slökkvibúninga, stígvél, hlífðarreipi og slökkviteppi.

„Í samanburði við hefðbundna slökkvibúninga úr aramíð,“ basalt trefjaföt bjóða upp á framúrskarandi afköst: þau þola hitastig allt að 1.300°C og starfa áreiðanlega á bilinu -200°C til 700°C, sem leysir á áhrifaríkan hátt mikilvægan tæknilegan flöskuháls.

Xia Zhigang benti stoltur á að engar vörur væru til á alþjóðamarkaði sem myndu skila sér beint í samanburði við aðrar vörur, sem markar umskipti Kína frá því að vera fylgjandi í að vera leiðandi á þessu sviði. Á sama tíma heldur rannsóknarteymið áfram að vinna með fyrirtækjum að frekari hagræðingu, knýja áfram iðnvæðingu og notkun á fleiri hágæða og nýstárlegum vörum.

„Frá jörðinni til tunglsins ná notkunarmöguleikar basaltþráða langt út fyrir slökkvibúninga,“ sagði Xia Zhigang og horfði til framtíðar. Hann útskýrði að á tunglinu væri gríðarlegt magn af tungljarðvegi með svipaða byggingarsamsetningu og basalt; í framtíðinni væri hægt að nota basaltþráðaefni til að framleiða geimbúninga og auðvelda smíði tunglsins, sem myndi aðstoða mannkynið við frekari tunglkönnun.