Aplikasi Benang Basalt Ultra-Halus Berlapis lan Kain-kainé ing Eksplorasi Bulan

Makalah riset kanthi irah-irahan "Hierarchical basalt metayarn for ergonomic protective space textiles" diterbitake ing jurnal Matter dening tim Profesor Xia Zhigang lan Akademisi Xu Weilin saka Laboratorium Kunci Nasional Bahan Tekstil Anyar lan Pemrosesan Lanjutan ing Universitas Tekstil Wuhan, kanthi kerjasama karo Profesor Tao Guangming. Klompok riset kanggo bahan tekstil anyar lan pemrosesan lanjutan iki pisanan ngusulake teknologi pemintalan inti "coaxial spiral wrap spinning," sing ngatasi tantangan pemintalan, tenunan, lan aplikasi serat basalt sing ora ngrusak, torsi rendah, berkualitas tinggi, lan skala gedhe ing skala ultrafine. Iki mbukak jalur anyar kanggo pemrosesan tekstil skala gedhe, ramah kulit, lan fleksibel saka bahan serat anorganik kanthi kekakuan dhuwur lan kerapuhan dhuwur, sing ngidini produksi massal kanggo nyukupi kabutuhan mendesak kanggo bahan pelindung kinerja dhuwur kanggo tahan lingkungan sing kompleks lan ekstrem ing. Dirgantara lapangan. Penulis pertama makalah iki yaiku Profesor Xia Zhigang, lan penulis sing cocog yaiku Akademisi Xu Weilin lan Profesor Tao Guangming. Makalah iki dipilih minangka artikel sampul jurnal.

Aplikasi hirarkis benang basalt ultrafine lan kain-kainé ing eksplorasi rembulan minangka skenario kritis kanggo migrasi antariksa manungsa ing mangsa ngarep. Benang basalt ultrafine hierarkis iki nduweni fleksibilitas, kekuatan dhuwur, lan stabilitas sing apik banget, lan bisa ditenun dadi kain alus sing efektif nolak radiasi surya sing kuwat lan fluktuasi suhu ekstrem ing antariksa. Riset iki minangka pionir metode anyar kanggo ngowahi serat basalt anorganik sing rapuh dadi tekstil antariksa sing praktis lan ergonomis.

Ing taun-taun pungkasan, kanthi perkembangan eksplorasi antariksa jero global lan aerospace komersial sing cepet, panjaluk industri kanggo entheng, bahan sing tahan lingkungan ekstrem wis tambah akeh banget.Serat basalt, sing asale saka watu vulkanik, nduweni kaluwihan sing penting kayata biaya murah, tahan suhu dhuwur, insulasi termal dhuwur, tahan radiasi, tahan korosi, lan ora gampang kobong tanpa asap, narik kawigaten panggunaan kompetitif ing pirang-pirang bidang kalebu transit sepur, perlindungan khusus, lan teknik sipil. Nanging, kekakuan sing dhuwur lan modulus sing dhuwur ndadekake gampang banget patah ing skala ultrafine; pemintalan torsi dhuwur tradisional uga nyebabake kerusakan serat lan penurunan kekuatan sing tajem, sing nyebabake entuk benang berkualitas tinggi "non-destruktif, torsi rendah, ditutupi kanthi lengkap, ramah kulit, lan fleksibel" dadi masalah "hambatan" jangka panjang sing mbatesi serat basalt mlebu sistem aplikasi tekstil.

Garis Waktu Pengembangan Teknologi

Kanggo ngatasi hambatan teknis iki lan nyukupi kabutuhan aplikasi perlindungan ekstrem, perusahaan domestik kerja sama karo tim Profesor Xia Zhigang ing Universitas Tekstil Wuhan. Dheweke ngatasi kabeh proses industri, wiwit saka pemintalan, nggawe benang, tenun, nganti pewarnaan:

• 2019: Usulan pisanan kanggo pemintalan pembungkus non-destruktif.

• 2020: Kasil ngembangake produk ramah kulit sing pertama kain pelindung termal serat basalt.

• 2021: Ngraih teknologi gambar sing dikontrol presisi kanggo serat basalt ultrahalus sing digunakake ing kain sandhangan.

• 2022: Laboratorium iki kasil ngrancang lan muter kanthi kualitas dhuwur, torsi rendah, ora ngrusak, ditutupi kanthi lengkap, proporsi dhuwur benang alus serat basalt.

• 2023: Operasi sing stabil saka sakumpulan proses lan peralatan industri lengkap sing cocog kanggo pemintalan serat basalt sing ora ngrusak lan nutupi kabeh.

• 2023 nganti Saiki: Optimalisasi lan perbaikan proses lan peralatan sing terus-terusan, nampa pesenan kanggo produksi, lan ngembangake kain pelindung serat basalt kelas atas kanggo skenario perlindungan ekstrem.

• 2024: Gendéra nasional Tiongkok sing digawe saka serat basalt, sing dikembangake dening Universitas Tekstil Wuhan, kasil dikibarake ing sisih adoh Bulan dening misi Chang'e-6, sing luwih ningkatake perhatian lan ekspansi aplikasi kain pelindung ekstrem basalt.

• 2025: Tim inovasi "Era Serat Basalt" diadegaké bebarengan déning Aero-Engine Corporation of China Hangyu Life Support Equipment Co., Ltd. lan tim pemintalan Akademisi Xu Weilin ing Universitas Tekstil Wuhan. Tim iki darmabakti kanggo riset lan promosi sing jero babagan ekspansi aplikasi kedirgantaraan rantai lengkap serat basalt, saka bahan mentah nganti produk tekstil, kanggo ngatasi wates ilmu antariksa internasional lan kabutuhan strategis nasional utama.

Inovasi lan Kinerja

Dipimpin déning Profesor Xu Weilin, Xia Zhigang, lan Tao Guangming, bebarengan karo mahasiswa pascasarjana kaya ta Shang Lulu, Xu Ao, lan Zhang Shiliang, tim kasebut terus-terusan nginovasi lan ningkatake teknologi saiki. Dheweke dadi pelopor teknologi "pemintalan bungkus spiral koaksial", ngatasi inovasi teknis lan peralatan utama kayata pembentukan benang non-destruktif, torsi rendah, lan jangkoan stabil multi-level.

Dheweke nggayuh produksi benang meta-struktural basalt fleksibel (Metayarn) sing terus-terusan, komposit organik-anorganik multi-level, ramah kulit, lan ramah lingkungan, kanthi skala industri.

• Kekuwatan benang Metayarn sing diasilake mundhak 27,76% dibandhingake karo filamen basalt asli.

• Torsi sisa benang kasebut suda banget dibandhingake karo benang komersial liyane, saengga bisa dirajut langsung utawa ditenun dadi produk Metayarn sing fleksibel lan ramah kulit.

Ngadhepi lingkungan aerospace sing kompleks lan ekstrem, produk Metayarn nduweni kemampuan adaptasi lingkungan lan stabilitas struktural sing luar biasa:

• Kekuwatan produk fleksibel ora bosok, nanging malah mundhak, sawise terus-terusan dibilas nganggo nitrogen cair ing suhu 200°C, udara panas ing suhu 300°C, lan kena radiasi surya sing kuwat sajrone wektu sing suwe.

• Iki njaga integritas struktural sanajan kobong ing geni 1300°C.

• Produk rajutan metayarn nduweni pemanjangan nalika putus nganti 421%.

• Dheweke njaga daya tahan geni lan tahan geni sing apik banget sanajan ing ngisor 30%, nggayuh fungsi terpadu "kenyamanan lan perlindungan".