עומד ב-1300 מעלות צלזיוס מבלי לשרוף! חליפת כיבוי אש ארוגה מסלע וולקני - עלות נמוכה יותר, הגנה חזקה יותר

לאחרונה, לאחר שנים של התגברות על מכשולים טכניים, אוניברסיטת הטקסטיל של ווהאן הצליחה לצייר בהצלחה... בַּזֶלֶת לסיבים דקים יותר משערת אדם וארגנו אותם ל"חליפות קנה מידה דרקון בזלת" המסוגלות לעמוד בטמפרטורות של 1300 מעלות צלזיוס. פריצת דרך זו, שמשכה את תשומת ליבם של מפעלי טקסטיל מובילים, לא רק מטפלת בחסרונות המיגון של חליפות כיבוי אש מסורתיות, אלא גם משיגה ביצועים מעולים בעלות נמוכה יותר. נציגים מלשכת הכבאות וההצלה של ווהאן ביקרו לאחרונה באוניברסיטה כדי להזמין אצווה של חליפות אלו. החידוש משך עניין לא רק מצד עסקים מקומיים בהוביי, אלא גם מצד חברות טקסטיל מובילות רבות ברחבי המדינה.

"טכנולוגיית 'טוויה עטופה בליבה' שלנו היא טכניקה מקורית ורב-תכליתית ברמה עולמית. היא בולטת בתחום הביגוד הייעודי העמיד לטמפרטורות גבוהות ויצרה ערך תעשייתי של למעלה מ-2 מיליארד יואן", אמר פרופסור שיה ז'יגאנג, ראש קבוצת המחקר בטוויה תחת צוותו של האקדמאי שו ויילן, ב-19 במאי. הוא הסביר כי פריצת הדרך ב... סיבי בזלת טכנולוגיית חליפות כיבוי אש לא רק פותרת את המגבלות המגנות של חליפות כיבוי אש קונבנציונליות, אלא גם מקדמת בעוצמה את מדע חומרי הטקסטיל ואת התיעוש של ציוד לעיבוד טקסטיל, ומשנה את כיוון התחרות הבינלאומית.

הציתות מהפכת חומרים: הפיכת אבן ל"חליפות קנה מידה של דרקון בזלת"

"האתגר בנוגע חומרי בזלת נבעו מצרכי התעשייה; הצוות שלנו הגיב באופן פעיל לדרישות אלו על ידי ביצוע מחקר מדעי ייעודי."

בשנת 2017, בעת ביקור בשתי חברות, שמעו שיה ז'יגאנג וצוותו בקשה פה אחד: האם ניתן להשתמש בחומרים אנאורגניים - כמו בזלת - כדי להפיק סיבים, לטווי חוטים ולארוג בדים כדי להגן על חייהם של כבאים בחזית?

סיבי בזלת מציעים בידוד תרמי וחשמלי מעולה, עמידות בפני אש וקור, כִּימִי אינרטיות, עמידות בפני קורוזיה ועלות נמוכה. עם זאת, הסיבים נוקשים ונוטים לשברים שבירים, מה שמקשה על שליטה בכיפוף ובפיתול לא הרסניים ובמומנט נמוך במהלך עיבוד הטקסטיל.

מונע על ידי משימה "להכות שורשים בהוביי ולהישאר מחויב לפס הייצור", הציע שיה ז'יגאנג: "זהו אתגר עולמי - האם ננסה?"

עם שובו למעבדת האוניברסיטה, שיה ז'יגאנג ארגן צוות מחקר ושיתף פעולה עם מפעלי טוויית סיבים וטקסטיל כדי להשיק יוזמת מחקר תיאורטית המתמקדת בחדשנות בחומרי בזלת. סיב בזלת הוא סיב אנאורגני שמקורו בסלע בזלת וולקני. באמצעות חידושים בציוד טכני ובעיבוד, הוא הפך דק וגמיש במיוחד, תוך שמירה על עמידותו הטבעית לטמפרטורות גבוהות ולקורוזיה.

בשנת 2021, צוות המחקר ושותפים בתעשייה חברו יחד; מעבדות האוניברסיטה שיתפו פעולה בשיתוף פעולה הדוק עם קווי ייצור של מפעלים כדי לבצע בדיקות ותיקוף מתמשכים. קוטר הסיבים הופחת מ-12 מיקרון ו-10 מיקרון ל-5 מיקרון בלבד - שליש מעובי שערת אדם. לאחר עשרות אלפי בדיקות מומנט, חישובים חוזרים ונשנים, אימותים ניסיוניים ואופטימיזציה המבוססת על משוב, הצוות גיבש תהליך אופטימלי ל"פיתול דו-כיווני, לא הרסני עם כליאה". זה הבטיח שניתן יהיה לטוות את סיב הבזלת עם מומנט מינימלי תוך שמירה על תקינותו.

"ידידותיות לעור - זה היה המכשול הקשה ביותר עבור בדי סיבי בזלת"פריצת הדרך העיקרית של הצוות טמונה בטכנולוגיית "ספינינג עוטף ליבה": סיבים רכים מפותלים סביב חוט ליבה של בזלת. גישה זו שומרת על הליבה המגנה "המחוספסת" של סיב הבזלת תוך מתן חוויית לבישה קלת משקל, רכה וידידותית לעור. "קראנו לטכנולוגיה החדשה הזו 'טכנולוגיית יצירת חוט עטיפה מלאה, לא הרסנית, בעלת מומנט נמוך'", מסביר שיה ז'יגאנג. הצוות שלו שיתף פעולה עם מספר חברות במשך מספר שנים כדי להתגבר על אתגרים טכניים, תוך שאיבת בזלת קשיחה לסיבים דקים יותר משיער אדם ואריגתם ל"חליפות קנה מידה דרקון בזלת" המסוגלות לעמוד בטמפרטורות של 1,300 מעלות צלזיוס. פריצת דרך זו לא רק טיפלה בחסרונות המיגון של ציוד כיבוי אש מסורתי, אלא גם השיגה ביצועים מעולים במחיר תחרותי.

מהירח אל זירת האש: חליפת כיבוי אש מגלמת את "שיא הטכנולוגיה האנושית"

הדגל הלאומי שהוצג על פני הירח משך את תשומת ליבו של העולם בן רגע... בשנת 2024, "דגל הירחי הלאומי" של צ'אנג'ה-6 זרח בבהירות בחלל. כדגל סיבי הבזלת הראשון בעולם שהוצג על הירח, הוא סיפק תמיכה חומרית קריטית למשימות חקר החלל העמוק של ארצי. טכנולוגיית טוויית סיבי הבזלת ששימשה לדגל זה פותחה על ידי צוותו של פרופסור שיה ז'יגאנג באוניברסיטת הטקסטיל של ווהאן.

כיום, טכנולוגיית הספינינג שפותחה על ידי צוותו של פרופסור שיה לא רק מכשירה סטודנטים וטכנאים בתעשייה, אלא גם תומכת בפרויקטים לאומיים גדולים, והוכנסה למסחר בהצלחה במגוון מגזרים אזרחיים, דבר המדגים פוטנציאל שוק עצום. ניסויים הראו שכאשר נחשף ללהבת לפיד של 1,300 מעלות צלזיוס למשך 10 שניות, בד כותנה מסורתי נדלק באופן מיידי וחליפת כיבוי ארמיד נשרפה לחלוטין, בעוד שבד עמיד באש מסיבי בזלת הראה השחרה קלה בלבד.

בשנת 2025, הצוות שיתף פעולה לאורך כל שרשרת האספקה ​​עם מספר מפעלים מקומיים כדי לקדם ייצור בקנה מידה גדול של חוטי בזלת מרוכבים בטוויה, ויצר מוצרים כגון חליפות כיבוי אש, מגפיים, חבלי מגן ושמיכות כיבוי אש.

"בהשוואה לחליפות כיבוי אש מסורתיות מארמיד, חליפות סיבי בזלת מציעים מדדי ביצועים מעולים: הם עומדים בטמפרטורות של עד 1,300 מעלות צלזיוס ופועלים בצורה אמינה בטווח של -200 מעלות צלזיוס עד 700 מעלות צלזיוס, ובכך פותרים ביעילות צוואר בקבוק טכנולוגי קריטי."

שיה ז'יגאנג ציין בגאווה כי כיום אין מוצרים דומים ישירות בשוק הבינלאומי, דבר המסמן את המעבר של סין ממובילה למובילה בתחום זה. בינתיים, צוות המחקר ממשיך לעבוד עם ארגונים על אופטימיזציה נוספת, תוך קידום התיעוש והיישום של מוצרים חדשניים ואיכותיים יותר.

"מכדור הארץ ועד הירח, אפשרויות היישום של סיבי בזלת משתרעות הרבה מעבר לחליפות כיבוי אש", אמר שיה ז'יגאנג, במבט לעתיד. הוא הסביר כי הירח מכיל כמויות עצומות של אדמת ירח עם הרכב מבני דומה לבזלת; בעתיד, ניתן יהיה להשתמש בבדי סיבי בזלת לייצור חליפות חלל ולהקל על בניית הירח, ובכך לסייע לאנושות בחקירת הירח נוספת.