Издржува 1300°C без да изгори! Противпожарна облека исткаена од вулканска карпа - пониска цена, посилна заштита

Неодамна, по години надминување на техничките пречки, Текстилниот универзитет во Вухан успешно извлече напорно Базалт во влакна пофини од човечка коса и ги исткаја во „базалтни одела со змејска скала“ способни да издржат температури од 1300°C. Овој пробив, кој го привлече вниманието на водечките текстилни претпријатија, не само што ги решава заштитните недостатоци на традиционалните противпожарни одела, туку и постигнува супериорни перформанси по пониска цена. Претставници од Бирото за противпожарна и спасувачка служба на Вухан неодамна го посетија универзитетот за да нарачаат серија од овие одела. Иновацијата привлече интерес не само од локалните бизниси во Хубеи, туку и од бројни водечки текстилни компании низ целата земја.

„Нашата технологија „Предење со јадро завиткано“ е глобално оригинална, разновидна техника. Таа се издвојува во областа на специјализирана облека отпорна на високи температури и генерираше вредност од над 2 милијарди јуани во индустријата“, рече професорот Сја Жиганг, раководител на истражувачката група за предење под тимот на академик Сју Вејлин, на 19 мај. Тој објасни дека пробивот во Базалтни влакна Технологијата на противпожарните одела не само што ги решава заштитните ограничувања на конвенционалните одела, туку и силно ја унапредува науката за текстилни материјали и индустријализацијата на опремата за обработка на текстил, менувајќи го пејзажот на меѓународната конкуренција.

Предизвикување на материјална револуција: Претворање на камен во „базалтни одела со змејски размери“

„Предизвикот во врска со базалтни материјали потекнува од потребите на индустријата; нашиот тим активно одговори на овие барања преку спроведување на посветени научни истражувања.“

Во 2017 година, додека посетуваа две компании, Сја Жиганг и неговиот тим слушнаа едногласно барање: Дали неорганските материјали - како што е базалтот - можат да се користат за вадење влакна, предење преѓа и ткаење ткаенина за да се заштитат животите на пожарникарите на првите линии?

Базалтните влакна нудат одлична топлинска и електрична изолација, отпорност на пожар и студ, висока Хемиски инертност, отпорност на корозија и ниска цена. Сепак, влакната се крути и склони кон кршливо кршење, што го отежнува контролирањето на недеструктивното свиткување и извиткување со низок вртежен момент за време на обработката на текстил.

Воден од мисијата „да се вкорени во Хубеи и да остане посветен на производствената линија“, Сја Жиганг предложи: „Ова е глобален предизвик - дали да пробаме?“

По враќањето во универзитетската лабораторија, Сја Жиганг организираше истражувачка работна група и се здружи со претпријатија за предење влакна и текстил за да започне теоретска истражувачка иницијатива фокусирана на иновации во базалтните материјали. Базалтното влакно е неорганско влакно добиено од вулканска базалтна карпа. Преку иновации во техничката опрема и обработката, тоа стана ултрафино и флексибилно, задржувајќи ја својата природна отпорност на високи температури и корозија.

Во 2021 година, истражувачкиот тим и индустриските партнери ги здружија силите; универзитетските лаборатории тесно соработуваа со фабричките производствени линии за да спроведат континуирано тестирање и валидација. Дијаметарот на влакната беше намален од 12 микрони и 10 микрони на само 5 микрони - една третина од дебелината на човечко влакно. По десетици илјади тестови на вртежен момент, повторени пресметки, експериментални валидации и оптимизација врз основа на повратни информации, тимот финализираше оптимален процес за „недеструктивно, двонасочно извиткување со ограничување“. Ова осигури дека базалтното влакно може да се преде со минимален вртежен момент, а да остане неоштетено.

„Пријателство кон кожата - тоа беше најтешката пречка за“ ткаенини од базалтни влакна!“ Основниот пробив на тимот лежи во технологијата на „предење со завиткување на јадрото“: меките влакна од базалтно јадро се извиткуваат околу базалтен филамент. Овој пристап го задржува „цврстото“ заштитно јадро на базалтното влакно, а воедно обезбедува лесно, меко и удобно искуство со носење за кожата. „Ја нарековме оваа нова технологија „недеструктивна, технологија за формирање на предиво со низок вртежен момент и целосно завиткување““, објаснува Сја Жиганг. Неговиот тим соработуваше со повеќе претпријатија во текот на неколку години за да ги надмине техничките предизвици, влечејќи крут базалт во влакна пофини од човечка коса и ткаејќи ги во „костими со базалтна змејска скала“ способни да издржат температури од 1.300°C. Овој пробив не само што ги реши заштитните недостатоци на традиционалната противпожарна опрема, туку постигна и супериорни перформанси по конкурентна цена.

Од Месечината до огненото поле: Противпожарен костум го отелотворува „врвот на човечката технологија“

Националното знаме изложено на површината на Месечината го привлече вниманието на светот во еден миг... Во 2024 година, „лунарното национално знаме“ Чанг'е-6 блескаше силно во вселената. Како прво знаме од базалтни влакна во светот изложено на Месечината, тоа обезбеди критична материјална поддршка за мисиите за истражување на длабоката вселена на мојата земја. Технологијата за предење базалтни влакна што се користи за ова знаме е развиена од тимот на професорот Сја Жиганг на Текстилниот универзитет Вухан.

Денес, технологијата на предење развиена од тимот на професорот Сја не само што обучува студенти и индустриски техничари, туку поддржува и големи национални проекти и е успешно комерцијализирана во различни цивилни сектори, демонстрирајќи огромен пазарен потенцијал. Експериментите покажаа дека кога се изложени на пламен од факел од 1.300°C во тек на 10 секунди, традиционалната памучна ткаенина се запалила веднаш и противпожарното одело од арамида изгорело целосно, додека огноотпорната ткаенина од базалтни влакна покажала само мало поцрнување.

Во 2025 година, тимот соработуваше низ целиот синџир на снабдување со повеќе домашни претпријатија за да го поттикне производството на големи количини на базалтни композитни предива со предено јадро, произведувајќи производи како што се противпожарни одела, чизми, заштитни јажиња и противпожарни ќебиња.

„Во споредба со традиционалните противпожарни одела од арамида, одела од базалтни влакна нудат супериорни метрики за перформанси: тие издржуваат температури до 1.300°C и работат сигурно во опсег од -200°C до 700°C, ефикасно решавајќи критично технолошко тесно грло.

Сја Жиганг со гордост забележа дека во моментов нема директно споредливи производи на меѓународниот пазар, што го означува преминот на Кина од следбеник во лидер во оваа област. Во меѓувреме, истражувачкиот тим продолжува да работи со претпријатијата на понатамошна оптимизација, поттикнувајќи ја индустријализацијата и примената на поквалитетни, иновативни производи.

„Од Земјата до Месечината, перспективите за примена на базалтни влакна се протегаат многу подалеку од противпожарните одела“, рече Сја Жиганг, гледајќи кон иднината. Тој објасни дека Месечината поседува огромни количини на месечева почва со структурен состав сличен на базалтот; во иднина, ткаенините од базалтни влакна би можеле да се користат за производство на вселенски одела и олеснување на изградбата на Месечината, помагајќи му на човештвото во понатамошното истражување на Месечината.