चंद्र संशोधनात स्तरित बेसॉल्ट अतिसूक्ष्म धागे आणि त्यांच्या कापडांचा वापर

वुहान टेक्सटाईल युनिव्हर्सिटीच्या नॅशनल की लॅबोरेटरी ऑफ न्यू टेक्सटाईल मटेरियल्स अँड ॲडव्हान्स्ड प्रोसेसिंगमधील प्राध्यापक झिया झिगांग आणि शिक्षणतज्ञ शू वेइलिन यांच्या टीमने, प्राध्यापक ताओ ग्वांगमिंग यांच्या सहकार्याने, 'मॅटर' या जर्नलमध्ये "एर्गोनॉमिक प्रोटेक्टिव्ह स्पेस टेक्सटाईल्ससाठी हायरार्किकल बॅसाल्ट मेटायार्न" नावाचा शोधनिबंध प्रकाशित केला. नवीन वस्त्र सामग्री आणि प्रगत प्रक्रियेसाठीच्या या संशोधन गटाने सर्वप्रथम "कोॲक्सिअल स्पायरल रॅप स्पिनिंग" हे कोअर-स्पन स्पिनिंग तंत्रज्ञान प्रस्तावित केले, जे बॅसाल्ट फायबरच्या अतिसूक्ष्म स्तरावरील विनाशरहित, कमी-टॉर्क, उच्च-गुणवत्तेच्या आणि मोठ्या प्रमाणावरील स्पिनिंग, विणकाम आणि वापराच्या आव्हानांना सामोरे जाते. यामुळे उच्च-कठोरता आणि उच्च-ठिसूळपणा असलेल्या अजैविक फायबर सामग्रीच्या मोठ्या प्रमाणावरील, त्वचेसाठी अनुकूल आणि लवचिक वस्त्र प्रक्रियेसाठी एक नवीन मार्ग खुला होतो, ज्यामुळे जटिल आणि अत्यंत प्रतिकूल वातावरणाचा सामना करण्यासाठी उच्च-कार्यक्षम संरक्षक सामग्रीची तातडीची गरज पूर्ण करण्याकरिता मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन करणे शक्य होते. एरोस्पेस या क्षेत्रात. या शोधनिबंधाचे पहिले लेखक प्राध्यापक झिया झिगांग असून, संबंधित लेखक शिक्षणतज्ञ शू वेइलिन आणि प्राध्यापक ताओ ग्वांगमिंग आहेत. या शोधनिबंधाची नियतकालिकाच्या मुखपृष्ठ लेखासाठी निवड झाली.

श्रेणीबद्धतेचा वापर बॅसाल्ट अतिसूक्ष्म धागा आणि चंद्र मोहिमेतील त्याचे कापड हे भविष्यातील मानवी अंतराळ स्थलांतरासाठी एक महत्त्वपूर्ण परिस्थिती आहे. या श्रेणीबद्ध बेसॉल्ट अतिसूक्ष्म धाग्यामध्ये लवचिकता, उच्च सामर्थ्य आणि उत्कृष्ट स्थिरता हे गुणधर्म आहेत, आणि त्यापासून मऊ कापड विणता येते जे अंतराळातील तीव्र सौर किरणोत्सर्ग आणि तापमानातील तीव्र चढउतारांना प्रभावीपणे प्रतिकार करते. हे संशोधन ठिसूळ अजैविक बेसॉल्ट तंतूंचे व्यावहारिक, सुयोग्य आणि संरक्षक अंतराळ वस्त्रांमध्ये रूपांतर करण्याच्या एका नवीन पद्धतीचा पाया घालते.

अलिकडच्या वर्षांत, जागतिक खोल अंतराळ संशोधन आणि व्यावसायिक अंतराळ क्षेत्राच्या जलद विकासामुळे, या उद्योगाची मागणी वाढली आहे. हलकेअत्यंत प्रतिकूल वातावरणातही टिकणाऱ्या सामग्रीमध्ये मोठी वाढ झाली आहे.बेसॉल्ट फायबरज्वालामुखी खडकांपासून मिळवलेल्या बेसाल्ट फायबरमध्ये कमी किंमत, उच्च तापमान प्रतिरोध, उच्च औष्णिक इन्सुलेशन, किरणोत्सर्ग प्रतिरोध, गंज प्रतिरोध आणि धूरविरहित ज्वलनशीलता यांसारखे प्रमुख फायदे आहेत. यामुळे रेल्वे वाहतूक, विशेष संरक्षण आणि स्थापत्य अभियांत्रिकी यांसारख्या अनेक क्षेत्रांमध्ये त्याचा स्पर्धात्मक वापर आकर्षित होतो. तथापि, त्याच्या अंगभूत उच्च कडकपणा आणि उच्च मॉड्युलसमुळे ते अतिसूक्ष्म स्तरावर ठिसूळपणे तुटण्यास अत्यंत संवेदनशील बनते; तसेच पारंपरिक उच्च-टॉर्क स्पिनिंगमुळे फायबरचे नुकसान होते आणि ताकदीत मोठी घट होते. परिणामी, "विना-विनाशक, कमी-टॉर्क, संपूर्णपणे आच्छादित, त्वचेसाठी अनुकूल आणि लवचिक" उच्च-गुणवत्तेचे सूत मिळवणे ही एक दीर्घकालीन "अडथळा" समस्या बनली आहे, जी बेसाल्ट फायबरला वस्त्रोद्योग प्रणालीमध्ये प्रवेश करण्यापासून प्रतिबंधित करते.

तंत्रज्ञान विकास कालरेखा

हा तांत्रिक अडथळा दूर करण्यासाठी आणि अत्यंत संरक्षणात्मक अनुप्रयोगांच्या गरजा पूर्ण करण्यासाठी, एका देशांतर्गत कंपनीने वुहान टेक्सटाईल युनिव्हर्सिटीमधील प्रोफेसर झिया झिगांग यांच्या टीमसोबत सहयोग केला. त्यांनी सूत कातण्यापासून, धागा बनवण्यापर्यंत, विणकामापासून ते रंगाईपर्यंतच्या संपूर्ण औद्योगिक प्रक्रियेवर काम केले:

• २०१९: प्रथमच विनाशरहित रॅपिंग स्पिनिंगचा प्रस्ताव मांडण्यात आला.

• २०२०: त्वचेसाठी अनुकूल असलेले पहिले उत्पादन यशस्वीरित्या विकसित केले. बॅसाल्ट फायबर थर्मल प्रोटेक्टिव्ह फॅब्रिक...

• २०२१: कपड्यांच्या फॅब्रिकमध्ये वापरल्या जाणाऱ्या अतिसूक्ष्म बॅसाल्ट फायबरसाठी अचूक-नियंत्रित ड्रॉइंग तंत्रज्ञान साध्य केले.

• २०२२: प्रयोगशाळेने उच्च-गुणवत्तेचे, कमी-टॉर्क असलेले, विनाशरहित, पूर्णपणे आच्छादित, उच्च-प्रमाणातील यशस्वीरित्या डिझाइन करून स्पिन केले. बॅसाल्ट फायबर बारीक धागा...

• २०२३: बॅसाल्ट फायबरच्या विनाशरहित, संपूर्ण-व्याप्ती स्पिनिंगसाठी योग्य असलेल्या प्रक्रिया आणि उपकरणांच्या संपूर्ण औद्योगिक संचाचे स्थिर संचालन.

• २०२३ ते आजपर्यंत: प्रक्रिया आणि उपकरणांचे सातत्यपूर्ण अनुकूलन आणि सुधारणा करणे, उत्पादनासाठी मागण्या स्वीकारणे, आणि अत्यंत कठीण संरक्षण परिस्थितींसाठी उच्च दर्जाचे बॅसाल्ट फायबर संरक्षक कापड विकसित करणे.

• २०२४: वुहान टेक्सटाईल युनिव्हर्सिटीने विकसित केलेला आणि बॅसाल्ट फायबरपासून बनवलेला चीनचा राष्ट्रध्वज, चांगे-६ मोहिमेद्वारे चंद्राच्या दूरच्या बाजूवर यशस्वीरित्या फडकवण्यात आला, ज्यामुळे बॅसाल्टच्या अत्यंत संरक्षक कापडांकडे अधिक लक्ष वेधले गेले आणि त्यांच्या वापराचा विस्तार झाला.

• २०२५: चायना हांग्यू लाईफ सपोर्ट इक्विपमेंट कंपनी लिमिटेडच्या एरो-इंजिन कॉर्पोरेशनने आणि वुहान टेक्सटाईल युनिव्हर्सिटीमधील शिक्षणतज्ञ शू वेइलिन यांच्या स्पिनिंग टीमने संयुक्तपणे "बेसाल्ट फायबर युग" नावाचा एक नवोन्मेषी संघ स्थापन केला. हा संघ कच्च्या मालापासून ते वस्त्र उत्पादनांपर्यंत, बेसाल्ट फायबरच्या संपूर्ण-साखळी एरोस्पेस उपयोजन विस्ताराच्या सखोल संशोधनासाठी आणि त्याला प्रोत्साहन देण्यासाठी समर्पित आहे, तसेच आंतरराष्ट्रीय अवकाश विज्ञानातील प्रगती आणि प्रमुख राष्ट्रीय धोरणात्मक गरजा पूर्ण करतो.

नवोन्मेष आणि कामगिरी

प्राध्यापक शू वेइलिन, झिया झिगांग आणि ताओ ग्वांगमिंग यांच्या नेतृत्वाखाली, शांग लुलू, शू आओ आणि झांग शिलियांग यांसारख्या पदव्युत्तर विद्यार्थ्यांसह, या संघाने सध्याच्या तंत्रज्ञानात सातत्याने नवनवीन शोध लावले आणि त्यात सुधारणा केली. त्यांनी 'कोॲक्सिअल स्पायरल रॅप स्पिनिंग' तंत्रज्ञानाचा पाया घातला, ज्यामध्ये विनाशरहित, कमी टॉर्कवर धागा निर्मिती आणि बहुस्तरीय स्थिर आच्छादन यांसारख्या प्रमुख तांत्रिक आणि उपकरणविषयक नवकल्पनांवर मात केली.

त्यांनी बहुस्तरीय, सेंद्रिय-अजैविक संमिश्र, त्वचेसाठी अनुकूल, लवचिक बॅसाल्ट मेटा-स्ट्रक्चरल यार्नचे (मेटायार्न) औद्योगिक स्तरावर अखंड उत्पादन साध्य केले.

• मूळ बॅसाल्ट फिलामेंटच्या तुलनेत तयार झालेल्या मेटायार्नची ताकद २७.७६% ने वाढली.

• इतर व्यावसायिक धाग्यांच्या तुलनेत धाग्याचा अवशिष्ट टॉर्क लक्षणीयरीत्या कमी झाला, ज्यामुळे त्वचेसाठी अनुकूल आणि लवचिक मेटायार्न उत्पादनांमध्ये थेट विणकाम करणे शक्य होते.

गुंतागुंतीच्या आणि अत्यंत प्रतिकूल अंतराळ वातावरणाचा सामना करताना, मेटायार्नची उत्पादने उत्कृष्ट पर्यावरणीय अनुकूलनक्षमता आणि संरचनात्मक स्थिरता दर्शवतात:

• लवचिक उत्पादनाची ताकद कमी झाली नाही, उलट वाढली., 200°C तापमानाच्या द्रव नायट्रोजनने, 300°C तापमानाच्या गरम हवेने सतत धुलाई केल्यानंतर आणि तीव्र सूर्यप्रकाशात दीर्घकाळ ठेवल्यानंतर.

• १३००°C तापमानाच्या ज्वाळेने भाजल्यानंतरही त्याची संरचनात्मक अखंडता टिकून राहिली.

• मेटायार्न विणलेल्या उत्पादनांमध्ये तुटताना पर्यंत ताणण्याची क्षमता असते ४२१%...

• ३० अंश सेल्सिअसपेक्षा कमी तापमानातही ते उत्कृष्ट ज्वालारोधकता आणि अग्निरोधकता टिकवून ठेवतात.%"आराम आणि संरक्षण" यांचे एकात्मिक कार्य साध्य करणे.