Tåler 1300 °C uten å brenne gjennom! En brannslukningsdrakt vevd av vulkansk stein – lavere kostnad, sterkere beskyttelse

Nylig, etter å ha overvunnet tekniske hindringer i årevis, trakk Wuhan Textile University seg hardt Basalt til fibre finere enn et menneskehår og vevde dem til «Basalt Dragon-Scale-drakter» som tåler temperaturer på 1300 °C. Dette gjennombruddet, som har vakt oppmerksomhet fra ledende tekstilbedrifter, adresserer ikke bare de beskyttende manglene ved tradisjonelle brannslokkingsdrakter, men oppnår også overlegen ytelse til en lavere kostnad. Representanter fra Wuhan brann- og redningsbyrå besøkte nylig universitetet for å bestille et parti av disse draktene. Innovasjonen har vakt interesse ikke bare fra lokale Hubei-bedrifter, men også fra en rekke ledende tekstilbedrifter over hele landet.

«Vår teknologi for «kjerneinnpakkede spinning» er en globalt original og allsidig teknikk. Den skiller seg ut innen høytemperaturbestandig spesialklær og har generert over 2 milliarder yuan i industriverdi», sa professor Xia Zhigang, leder for spinningsforskningsgruppen under akademiker Xu Weilins team, 19. mai. Han forklarte at gjennombruddet i Basaltfiber Brannslokkingsdraktteknologi løser ikke bare de beskyttende begrensningene til konvensjonelle drakter, men fremmer også kraftig tekstilmaterialvitenskap og industrialiseringen av tekstilbehandlingsutstyr, og endrer landskapet for internasjonal konkurranse.

Utløser en materialrevolusjon: Å gjøre stein om til "basalt-drageskala-drakter"

"Utfordringen angående basaltmaterialer oppsto fra industriens behov; teamet vårt responderte aktivt på disse kravene ved å utføre dedikert vitenskapelig forskning.»

I 2017, mens de besøkte to selskaper, hørte Xia Zhigang og teamet hans en enstemmig forespørsel: Kunne uorganiske materialer – som basalt – brukes til å utvinne fibre, spinne garn og veve stoff for å beskytte livene til brannmenn i frontlinjen?

Basaltfiber gir utmerket termisk og elektrisk isolasjon, brann- og kuldebestandighet, høy Kjemisk treghet, korrosjonsbestandighet og lav kostnad. Fibrene er imidlertid stive og utsatt for sprøbrudd, noe som gjør det vanskelig å kontrollere ikke-destruktiv bøying og vridning med lavt dreiemoment under tekstilbehandling.

Drevet av et oppdrag om å «slå rot i Hubei og forbli engasjert i produksjonslinjen», foreslo Xia Zhigang: «Dette er en global utfordring – skal vi prøve?»

Da Xia Zhigang kom tilbake til universitetslaboratoriet, organiserte han en forskningsgruppe og samarbeidet med fiberspinne- og tekstilbedrifter for å lansere et teoretisk forskningsinitiativ med fokus på innovasjon innen basaltmaterialer. Basaltfiber er en uorganisk fiber utvunnet fra vulkansk basaltstein. Gjennom innovasjoner innen teknisk utstyr og prosessering har den blitt ultrafin og fleksibel, samtidig som den har beholdt sin naturlige motstand mot høye temperaturer og korrosjon.

I 2021 slo forskerteamet og industripartnere seg sammen; universitetslaboratorier samarbeidet tett med fabrikkproduksjonslinjer for å gjennomføre kontinuerlig testing og validering. Fiberdiameteren ble redusert fra 12 mikron og 10 mikron ned til bare 5 mikron – en tredjedel av tykkelsen på et menneskehår. Etter titusenvis av momenttester, gjentatte beregninger, eksperimentelle valideringer og optimalisering basert på tilbakemeldinger, ferdigstilte teamet en optimal prosess for «ikke-destruktiv, toveis vridning med inneslutning». Dette sikret at basaltfiberen kunne spinnes med minimalt moment samtidig som den forble uskadet.

«Hudvennlighet – det var den vanskeligste hindringen for» basaltfiberstoffer!" Teamets kjernegjennombrudd ligger i «core-wrap spinning»-teknologi: myke stapelfibre tvinnes rundt et basaltkjernefilament. Denne tilnærmingen beholder den «robuste» beskyttende kjernen i basaltfiberen samtidig som den gir en lett, myk og hudvennlig bruksopplevelse. «Vi kalte denne nye teknologien 'ikke-destruktiv, lavmoment, full-wrap garndannelsesteknologi'», forklarer Xia Zhigang. Teamet hans samarbeidet med flere bedrifter over flere år for å overvinne tekniske utfordringer, ved å tegne stiv basalt til fibre finere enn menneskehår og veve dem til «Basalt Dragon-Scale Suits» som tåler temperaturer på 1300 °C. Dette gjennombruddet tok ikke bare opp de beskyttende manglene ved tradisjonelt brannslokkingsutstyr, men oppnådde også overlegen ytelse til en konkurransedyktig pris.

Fra månen til brannstedet: En brannslukningsdrakt legemliggjør "høydepunktet av menneskelig teknologi"

Nasjonalflagget som ble vist på måneoverflaten fanget verdens oppmerksomhet på et øyeblikk ... I 2024 skinte Chang'e-6 «månenasjonalflagg» sterkt i verdensrommet. Som verdens første basaltfiberflagg som ble vist på månen, ga det kritisk materiell støtte til mitt lands dype romutforskningsoppdrag. Basaltfiberspinningsteknologien som brukes til dette flagget ble utviklet av professor Xia Zhigangs team ved Wuhan Textile University.

I dag utdanner ikke spinningteknologien som er utviklet av professor Xias team bare studenter og industriteknikere, men støtter også store nasjonale prosjekter og har blitt kommersialisert på tvers av ulike sivile sektorer, noe som viser et enormt markedspotensial. Eksperimenter viste at når tradisjonelt bomullsstoff ble utsatt for en fakkelflamme på 1300 °C i 10 sekunder, antennes det umiddelbart, og en brannslukningsdrakt av aramid ble fullstendig brent gjennom, mens det brannsikre stoffet av basaltfiber bare viste en svak sverting.

I 2025 samarbeidet teamet på tvers av hele forsyningskjeden med flere innenlandske bedrifter for å drive storskalaproduksjon av basaltkomposittkjernespunnet garn, og produserte produkter som brannslokkingsdrakter, støvler, beskyttelsestau og branntepper.

"Sammenlignet med tradisjonelle brannslokkingsdrakter av aramid, basaltfiberdrakter tilbyr overlegne ytelsesmålinger: de tåler temperaturer opptil 1300 °C og fungerer pålitelig innenfor et område fra -200 °C til 700 °C, noe som effektivt løser en kritisk teknologisk flaskehals.

Xia Zhigang bemerket med stolthet at det for øyeblikket ikke finnes direkte sammenlignbare produkter på det internasjonale markedet, noe som markerer Kinas overgang fra å være en etterfølger til en leder på dette feltet. I mellomtiden fortsetter forskerteamet å samarbeide med bedrifter om ytterligere optimalisering, som driver industrialiseringen og anvendelsen av mer innovative produkter av høy kvalitet.

«Fra jorden til månen strekker bruksmulighetene for basaltfiber seg langt utover brannslokkingsdrakter», sa Xia Zhigang med blikket mot fremtiden. Han forklarte at månen har enorme mengder månejord med en strukturell sammensetning som ligner på basalt. I fremtiden kan basaltfiberstoffer brukes til å produsere romdrakter og legge til rette for månebygging, noe som vil hjelpe menneskeheten i videre måneutforskning.