1300°C의 고온에서도 타지 않는! 화산암으로 짠 소방복 - 저렴한 가격에 강력한 보호 기능을 제공합니다

최근, 우한 섬유 대학은 수년간의 기술적 난관을 극복한 끝에 성공적으로 도면을 작성했습니다. 현무암 연구팀은 사람 머리카락보다 가는 섬유를 직조하여 1300°C의 고온을 견딜 수 있는 "현무암 용비늘 방화복"을 제작했습니다. 이 획기적인 기술은 주요 섬유 기업들의 주목을 받고 있으며, 기존 소방복의 보호 기능 부족 문제를 해결할 뿐만 아니라 더 낮은 비용으로 우수한 성능을 구현합니다. 최근 우한 소방서 관계자들이 이 방화복 시제품을 주문하기 위해 대학을 방문했습니다. 이 혁신은 후베이성 ​​지역 기업뿐 아니라 전국 유수의 섬유 기업들의 관심을 끌고 있습니다.

"저희 '코어 랩핑 스피닝' 기술은 세계 최초이자 다재다능한 기술입니다. 특히 고온 내성 특수 의류 분야에서 두각을 나타내며 20억 위안 이상의 산업 가치를 창출했습니다."라고 쉬웨이린 학술원 회원 연구팀 산하 방적 연구 그룹 책임자인 샤즈강 교수는 5월 19일 밝혔습니다. 그는 이 기술의 획기적인 발전에 대해 설명했습니다. 현무암 섬유 소방복 기술은 기존 소방복의 보호 한계를 극복할 뿐만 아니라 섬유 소재 과학과 섬유 가공 장비의 산업화를 획기적으로 발전시켜 국제 경쟁 구도를 바꾸고 있습니다.

소재 혁명의 도화선: 돌을 "현무암 용 비늘 갑옷"으로 탈바꿈시키다

"다음과 관련된 과제 현무암 재료 이는 산업계의 요구에서 비롯되었으며, 우리 팀은 이러한 요구에 적극적으로 대응하여 전문적인 과학 연구를 수행했습니다.

2017년, 샤즈강과 그의 팀은 두 회사를 방문했을 때 한목소리로 다음과 같은 요청을 들었습니다. 현무암과 같은 무기 재료를 사용하여 섬유를 추출하고, 실을 잣고, 직물을 짜서 최전선에서 싸우는 소방관들의 생명을 보호할 수 있을까요?

현무암 섬유는 뛰어난 열 및 전기 절연성, 내화성 및 내한성, 높은 강도를 제공합니다. 화학적인 불활성, 내식성 및 저렴한 비용이 장점입니다. 그러나 섬유가 단단하고 취성 파괴가 발생하기 쉬워 섬유 가공 중 비파괴적인 저토크 굽힘 및 비틀림을 제어하기 어렵습니다.

"후베이성에 뿌리를 내리고 생산 라인에 전념하겠다"는 사명감을 갖고 있던 샤즈강은 "이것은 세계적인 도전입니다. 한번 시도해 볼까요?"라고 제안했습니다.

대학 연구실로 돌아온 샤즈강은 연구 태스크포스를 구성하고 섬유 및 직물 기업들과 협력하여 현무암 소재 혁신에 초점을 맞춘 이론 연구를 시작했습니다. 현무암 섬유는 화산암인 현무암에서 추출한 무기 섬유입니다. 기술 장비 및 가공 기술의 혁신을 통해 초극세의 유연성을 갖추면서도 고온 및 부식에 대한 자연적인 저항성을 유지할 수 있게 되었습니다.

2021년, 연구팀과 산업 파트너들은 힘을 합쳤습니다. 대학 연구실은 공장 생산 라인과 긴밀히 협력하여 지속적인 테스트와 검증을 진행했습니다. 그 결과, 섬유 직경은 12마이크론과 10마이크론에서 5마이크론으로 줄어들었는데, 이는 사람 머리카락 굵기의 3분의 1에 불과합니다. 수만 번의 토크 테스트, 반복적인 계산, 실험적 검증, 그리고 피드백에 기반한 최적화를 거쳐, 연구팀은 "비파괴적, 양방향 구속 꼬임"을 위한 최적의 공정을 완성했습니다. 이를 통해 현무암 섬유를 손상 없이 최소한의 토크로 방사할 수 있게 되었습니다.

"피부 친화성—그것이 가장 어려운 과제였습니다." 현무암 섬유 직물"이 팀의 핵심적인 혁신은 '코어 랩 스피닝' 기술에 있습니다. 부드러운 스테이플 섬유를 현무암 코어 필라멘트 주위에 꼬아 만드는 방식입니다. 이 접근 방식은 현무암 섬유의 '견고한' 보호 코어를 유지하면서도 가볍고 부드러우며 피부 친화적인 착용감을 제공합니다. 샤즈강은 "우리는 이 새로운 기술을 '비파괴, 저토크, 풀 랩 얀 형성 기술'이라고 명명했습니다."라고 설명합니다. 그의 팀은 수년간 여러 기업과 협력하여 기술적 난제를 극복하고, 단단한 현무암을 사람 머리카락보다 가는 섬유로 뽑아내어 1,300°C의 고온을 견딜 수 있는 '현무암 용비늘복'을 제작했습니다. 이 혁신은 기존 소방 장비의 보호 기능 부족 문제를 해결했을 뿐만 아니라 경쟁력 있는 가격으로 우수한 성능을 달성했습니다.

달에서 화재 현장까지: 소방복은 "인류 기술의 정점"을 구현합니다

달 표면에 게양된 국기는 순식간에 전 세계의 이목을 사로잡았습니다. 2024년, 창어 6호의 "달 국기"는 우주에서 찬란하게 빛났습니다. 세계 최초로 달에 게양된 현무암 섬유 국기인 이 국기는 우리나라의 심우주 탐사 임무에 중요한 소재를 제공했습니다. 이 국기에 사용된 현무암 섬유 방사 기술은 우한 섬유 대학의 샤즈강 교수 연구팀이 개발했습니다.

오늘날 샤 교수 연구팀이 개발한 방적 기술은 학생과 산업 기술자 교육뿐만 아니라 주요 국가 프로젝트를 지원하고 다양한 민간 분야에 성공적으로 상용화되어 막대한 시장 잠재력을 보여주고 있습니다. 실험 결과, 1,300°C의 토치 불꽃에 10초 동안 노출시켰을 때 일반 면직물은 즉시 발화하고 아라미드 방화복은 완전히 타버린 반면, 현무암 섬유 방화복은 약간의 그을음만 생기는 것으로 나타났습니다.

2025년에는 팀이 전체 공급망에 걸쳐 여러 국내 기업과 협력하여 현무암 복합 코어 방적사의 대규모 생산을 추진하고 소방복, 부츠, 보호 로프, 방화 담요 등의 제품을 생산했습니다.

"기존의 아라미드 소방복과 비교했을 때, 현무암 섬유 슈트 이 제품들은 탁월한 성능 지표를 제공합니다. 최대 1,300°C의 온도에도 견딜 수 있으며 -200°C에서 700°C 범위 내에서 안정적으로 작동하여 중요한 기술적 병목 현상을 효과적으로 해결합니다.

샤즈강은 현재 국제 시장에 자사 제품과 직접적으로 비교할 만한 제품이 없다는 점을 자랑스럽게 언급하며, 이는 중국이 이 분야에서 후발주자에서 선두주자로 발돋움했음을 의미한다고 강조했습니다. 한편, 연구팀은 기업들과 협력하여 제품을 더욱 최적화하고, 더 많은 고품질의 혁신적인 제품의 산업화 및 적용을 추진하고 있습니다.

샤즈강은 "지구에서 달까지, 현무암 섬유의 응용 가능성은 소방복을 훨씬 뛰어넘는다"며 미래를 내다봤다. 그는 달에는 현무암과 구조적 구성이 유사한 토양이 대량으로 존재하며, 미래에는 현무암 섬유 직물을 우주복 제작이나 달 건설에 활용하여 인류의 달 탐사를 더욱 발전시킬 수 있을 것이라고 설명했다.