१३००°C तापमान न जळता सहन करते! ज्वालामुखीच्या खडकांपासून विणलेला अग्निशमन सूट—कमी खर्च, अधिक मजबूत संरक्षण

अलीकडेच, अनेक वर्षांच्या तांत्रिक अडथळ्यांवर मात केल्यानंतर, वुहान टेक्सटाईल युनिव्हर्सिटीने यशस्वीपणे मोठे यश मिळवले आहे. बेसॉल्ट मानवी केसांपेक्षाही बारीक तंतू तयार करून, त्यांपासून १३००°C तापमान सहन करण्यास सक्षम असलेले "बेसाल्ट ड्रॅगन-स्केल सूट्स" विणले आहेत. या महत्त्वपूर्ण शोधाने आघाडीच्या वस्त्रोद्योग कंपन्यांचे लक्ष वेधून घेतले आहे. हा शोध केवळ पारंपरिक अग्निशमन सूट्समधील संरक्षणात्मक उणिवा दूर करत नाही, तर कमी खर्चात उत्कृष्ट कामगिरीदेखील साध्य करतो. वुहान अग्निशमन आणि बचाव विभागाच्या प्रतिनिधींनी अलीकडेच या सूट्सच्या एका तुकडीची मागणी नोंदवण्यासाठी विद्यापीठाला भेट दिली. या नावीन्यपूर्ण शोधाने केवळ स्थानिक हुबेई उद्योगांचेच नव्हे, तर देशभरातील अनेक आघाडीच्या वस्त्रोद्योग कंपन्यांचेही लक्ष वेधून घेतले आहे.

"आमचे 'कोअर-रॅप्ड स्पिनिंग' तंत्रज्ञान हे जागतिक स्तरावरचे एक मौलिक आणि बहुपयोगी तंत्र आहे. उच्च तापमान प्रतिरोधक विशेष कपड्यांच्या क्षेत्रात ते वेगळे ठरते आणि त्याने २ अब्ज युआनपेक्षा जास्त औद्योगिक मूल्य निर्माण केले आहे," असे शिक्षणतज्ञ शू वेइलिन यांच्या टीममधील स्पिनिंग संशोधन गटाचे प्रमुख, प्राध्यापक झिया झिगांग यांनी १९ मे रोजी सांगितले. त्यांनी स्पष्ट केले की, या महत्त्वपूर्ण प्रगतीमुळे... बेसॉल्ट फायबर अग्निशमन सूट तंत्रज्ञान केवळ पारंपरिक सूटच्या संरक्षणात्मक मर्यादाच दूर करत नाही, तर वस्त्र सामग्री विज्ञान आणि वस्त्र प्रक्रिया उपकरणांच्या औद्योगिकीकरणालाही मोठ्या प्रमाणात पुढे नेते, ज्यामुळे आंतरराष्ट्रीय स्पर्धेचे स्वरूप बदलते.

भौतिक क्रांतीला चालना: दगडाचे "बेसाल्ट ड्रॅगन-स्केल सूट" मध्ये रूपांतर

या संदर्भातील आव्हान बेसॉल्ट साहित्य याची उत्पत्ती औद्योगिक गरजांमधून झाली; आमच्या टीमने समर्पित वैज्ञानिक संशोधन हाती घेऊन या मागण्यांना सक्रियपणे प्रतिसाद दिला."

२०१७ मध्ये, दोन कंपन्यांना भेट देत असताना, झिया झिगांग आणि त्यांच्या टीमने एकमुखी विनंती ऐकली: आघाडीवर असलेल्या अग्निशमन दलाच्या जवानांचे प्राण वाचवण्यासाठी, बॅसाल्टसारख्या अजैविक पदार्थांचा वापर तंतू काढण्यासाठी, सूत कातण्यासाठी आणि कापड विणण्यासाठी केला जाऊ शकतो का?

बॅसाल्ट फायबर उत्कृष्ट औष्णिक आणि विद्युत इन्सुलेशन, आग आणि थंडी प्रतिरोधकता, उच्च रासायनिक निष्क्रियता, क्षरण-प्रतिरोधकता आणि कमी किंमत. तथापि, तंतू ताठर आणि ठिसूळपणे तुटण्याची शक्यता असल्याने, वस्त्र प्रक्रियेदरम्यान होणारे विनाशरहित, कमी-टॉर्कचे वाकवणे आणि पिळणे नियंत्रित करणे अवघड होते.

"हुबेईमध्ये रुजायचे आणि उत्पादन प्रक्रियेशी वचनबद्ध राहायचे" या ध्येयाने प्रेरित होऊन, शिया झिगांग यांनी प्रस्ताव मांडला: "हे एक जागतिक आव्हान आहे—आपण प्रयत्न करून पाहूया का?"

विद्यापीठाच्या प्रयोगशाळेत परतल्यावर, झिया झिगांग यांनी एक संशोधन कृती दल स्थापन केले आणि फायबर-स्पिनिंग व वस्त्रोद्योग कंपन्यांसोबत भागीदारी करून, बेसॉल्ट मटेरियलमधील नवोन्मेषावर लक्ष केंद्रित करणारा एक सैद्धांतिक संशोधन उपक्रम सुरू केला. बेसॉल्ट फायबर हा ज्वालामुखीच्या बेसॉल्ट खडकापासून मिळवलेला एक अजैविक तंतु आहे. तांत्रिक उपकरणे आणि प्रक्रियेतील नवनवीन शोधांमुळे, उच्च तापमान आणि क्षरणाला असलेला त्याचा नैसर्गिक प्रतिकार कायम ठेवत, तो आता अत्यंत सूक्ष्म आणि लवचिक बनला आहे.

२०२१ मध्ये, संशोधन पथक आणि औद्योगिक भागीदार एकत्र आले; विद्यापीठाच्या प्रयोगशाळांनी सतत चाचणी आणि प्रमाणीकरण करण्यासाठी कारखान्याच्या उत्पादन लाइनसोबत जवळून सहकार्य केले. तंतूचा व्यास १२ मायक्रॉन आणि १० मायक्रॉनवरून कमी करून केवळ ५ मायक्रॉनवर आणण्यात आला—जो मानवी केसाच्या जाडीच्या एक-तृतीयांश आहे. हजारो टॉर्क चाचण्या, वारंवार केलेली गणना, प्रायोगिक प्रमाणीकरण आणि अभिप्रायावर आधारित अनुकूलन यानंतर, पथकाने "विनाश न करता, मर्यादित जागेत द्विदिशीय पिळण" करण्यासाठी एक सर्वोत्तम प्रक्रिया निश्चित केली. यामुळे हे सुनिश्चित झाले की, बॅसाल्ट तंतूला कोणताही धक्का न लागता, कमीत कमी टॉर्कने कातता येईल.

त्वचेसाठी अनुकूलता—हा सर्वात मोठा अडथळा होता बॅसाल्ट फायबर फॅब्रिक्सया टीमचे मुख्य यश 'कोअर-रॅप स्पिनिंग' तंत्रज्ञानामध्ये आहे: यामध्ये मऊ स्टेपल फायबर्स एका बॅसाल्ट कोअर फिलामेंटभोवती पिळले जातात. या पद्धतीमुळे बॅसाल्ट फायबरचा 'मजबूत' संरक्षक गाभा टिकून राहतो आणि त्याच वेळी ते वजनाने हलके, मऊ व त्वचेसाठी अनुकूल ठरते. "आम्ही या नवीन तंत्रज्ञानाला 'नॉन-डिस्ट्रक्टिव्ह, लो-टॉर्क, फुल-रॅप यार्न फॉर्मेशन टेक्नॉलॉजी' असे नाव दिले आहे," असे झिया झिगांग स्पष्ट करतात. त्यांच्या टीमने तांत्रिक आव्हानांवर मात करण्यासाठी अनेक वर्षे विविध उद्योगांसोबत सहकार्य केले. त्यांनी कठीण बॅसाल्टपासून मानवी केसांपेक्षाही बारीक तंतू तयार केले आणि त्यांपासून 'बसाल्ट ड्रॅगन-स्केल सूट्स' विणले, जे १,३००°C तापमान सहन करण्यास सक्षम आहेत. या महत्त्वपूर्ण शोधाने केवळ पारंपरिक अग्निशमन उपकरणांच्या संरक्षणातील उणिवा दूर केल्या नाहीत, तर स्पर्धात्मक किमतीत उत्कृष्ट कामगिरीदेखील साध्य केली.

चंद्रापासून ते अग्निस्थळापर्यंत: अग्निशमन पोशाख म्हणजे "मानवी तंत्रज्ञानाचा कळस"

चंद्राच्या पृष्ठभागावर प्रदर्शित झालेल्या राष्ट्रध्वजाने क्षणात जगाचे लक्ष वेधून घेतले... २०२४ मध्ये, चांगे-६ चा "चंद्रावरील राष्ट्रध्वज" अवकाशात तेजस्वीपणे चमकला. चंद्रावर प्रदर्शित होणारा जगातील पहिला बॅसाल्ट फायबरचा ध्वज म्हणून, त्याने माझ्या देशाच्या खोल अवकाशातील शोध मोहिमांसाठी महत्त्वपूर्ण भौतिक साहाय्य पुरवले. या ध्वजासाठी वापरण्यात आलेले बॅसाल्ट फायबर स्पिनिंग तंत्रज्ञान वुहान टेक्सटाईल युनिव्हर्सिटीमधील प्राध्यापक झिया झिगांग यांच्या टीमने विकसित केले होते.

आज, प्राध्यापक झिया यांच्या टीमने विकसित केलेले सूत कातण्याचे तंत्रज्ञान केवळ विद्यार्थी आणि उद्योग तंत्रज्ञांनाच प्रशिक्षण देत नाही, तर प्रमुख राष्ट्रीय प्रकल्पांनाही साहाय्य करते आणि विविध नागरी क्षेत्रांमध्ये त्याचे यशस्वीपणे व्यापारीकरण झाले आहे, जे प्रचंड बाजारपेठेची क्षमता दर्शवते. प्रयोगांनी हे सिद्ध केले की, १,३००°C तापमानाच्या मशालीच्या ज्योतीसमोर १० सेकंद ठेवल्यावर, पारंपरिक सुती कापड त्वरित पेट घेते आणि अ‍ॅरामिडचा अग्निशमन सूट पूर्णपणे जळून जातो, तर बॅसाल्ट फायबरचे अग्निरोधक कापड केवळ किंचित काळे पडते.

२०२५ मध्ये, टीमने संपूर्ण पुरवठा साखळीमध्ये अनेक देशांतर्गत उद्योगांसोबत सहकार्य करून बॅसाल्ट कंपोझिट कोअर-स्पन यार्नच्या मोठ्या प्रमाणावरील उत्पादनाला चालना दिली आणि अग्निशमन सूट, बूट, संरक्षक दोरखंड आणि अग्निरोधक ब्लँकेट यांसारख्या उत्पादनांची निर्मिती केली.

पारंपरिक अरामिड अग्निशमन सूटच्या तुलनेत, बॅसाल्ट फायबर सूट ते उत्कृष्ट कार्यक्षमतेचे निकष देतात: ते १,३००°C पर्यंतचे तापमान सहन करतात आणि -२००°C ते ७००°C च्या तापमान श्रेणीत विश्वसनीयपणे कार्य करतात, ज्यामुळे एक गंभीर तांत्रिक अडचण प्रभावीपणे दूर होते.

शिया झिगांग यांनी अभिमानाने नमूद केले की, सध्या आंतरराष्ट्रीय बाजारात थेट तुलना करता येण्याजोगी उत्पादने उपलब्ध नाहीत, जे या क्षेत्रात चीनचे अनुयायिता भूमिकेतून अग्रणी भूमिकेकडे झालेले संक्रमण दर्शवते. त्याच वेळी, संशोधन पथक अधिक उच्च-गुणवत्तेच्या, नाविन्यपूर्ण उत्पादनांचे औद्योगिकीकरण आणि वापर यांना चालना देण्यासाठी, पुढील सुधारणांवर उद्योगांसोबत काम करत आहे.

"पृथ्वीपासून चंद्रापर्यंत, बॅसाल्ट फायबरच्या उपयोगाच्या शक्यता अग्निशमन सूटच्या पलीकडेही विस्तारलेल्या आहेत," असे भविष्याकडे पाहत झिया झिगांग म्हणाले. त्यांनी स्पष्ट केले की चंद्रावर बॅसाल्टसारखी संरचनात्मक रचना असलेली प्रचंड प्रमाणात चंद्रमाती आहे; भविष्यात, बॅसाल्ट फायबरच्या कापडाचा उपयोग स्पेससूट बनवण्यासाठी आणि चंद्रावरील बांधकामास चालना देण्यासाठी केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे मानवाला पुढील चंद्र संशोधनात मदत होईल.