Wytrzymuje temperaturę 1300°C bez przepalenia! Kombinezon strażacki utkany ze skały wulkanicznej – niższy koszt, silniejsza ochrona

Niedawno, po latach pokonywania przeszkód technicznych, Uniwersytet Tekstylny w Wuhan odniósł sukces, zdobywając Bazalt we włókna cieńsze niż ludzki włos i utkano z nich „bazaltowe kombinezony z smoczej łuski”, zdolne wytrzymać temperatury do 1300°C. To przełomowe rozwiązanie, które przyciągnęło uwagę wiodących przedsiębiorstw tekstylnych, nie tylko eliminuje wady ochronne tradycyjnych kombinezonów strażackich, ale także zapewnia lepszą wydajność przy niższych kosztach. Przedstawiciele Biura Straży Pożarnej i Ratownictwa w Wuhan niedawno odwiedzili uniwersytet, aby zamówić partię tych kombinezonów. Innowacja wzbudziła zainteresowanie nie tylko lokalnych firm z Hubei, ale także wielu wiodących firm tekstylnych w całym kraju.

„Nasza technologia przędzenia rdzeniowego to oryginalna i wszechstronna technika o zasięgu globalnym. Wyróżnia się w dziedzinie specjalistycznej odzieży odpornej na wysokie temperatury i wygenerowała ponad 2 miliardy juanów wartości w branży” – powiedział 19 maja profesor Xia Zhigang, kierownik grupy badawczej zajmującej się przędzeniem w zespole akademika Xu Weilina. Wyjaśnił, że przełom w Włókno bazaltowe Technologia kombinezonów strażackich nie tylko rozwiązuje problemy związane z ograniczeniami ochronnymi konwencjonalnych kombinezonów, ale także znacząco przyczynia się do rozwoju nauki o materiałach tekstylnych i industrializacji sprzętu do przetwarzania tekstyliów, zmieniając krajobraz międzynarodowej konkurencji.

Rozpalanie rewolucji w materiałach: Przekształcanie kamienia w „bazaltowe kombinezony z łusek smoka”

„Wyzwanie dotyczące materiały bazaltowe zrodziły się z potrzeb przemysłu; nasz zespół aktywnie odpowiedział na te wymagania, podejmując specjalistyczne badania naukowe.

W 2017 roku, podczas wizyty w dwóch firmach, Xia Zhigang i jego zespół usłyszeli jednomyślną prośbę: czy materiały nieorganiczne, takie jak bazalt, można by wykorzystać do pozyskiwania włókien, przędzenia przędzy i tkania tkanin, aby chronić życie strażaków na pierwszej linii frontu?

Włókno bazaltowe zapewnia doskonałą izolację termiczną i elektryczną, odporność na ogień i zimno, wysoką Chemiczny obojętność, odporność na korozję i niski koszt. Jednak włókna są sztywne i podatne na kruche pękanie, co utrudnia kontrolę nieniszczącego zginania i skręcania przy niskim momencie obrotowym podczas obróbki tekstyliów.

Motywowany misją „zakorzenienia się w Hubei i utrzymania zaangażowania w linię produkcyjną”, Xia Zhigang zaproponował: „To wyzwanie o zasięgu globalnym — czy powinniśmy spróbować?”

Po powrocie do laboratorium uniwersyteckiego, Xia Zhigang zorganizował grupę badawczą i nawiązał współpracę z przedsiębiorstwami zajmującymi się przędzeniem włókien i tekstyliami, aby rozpocząć teoretyczną inicjatywę badawczą skoncentrowaną na innowacjach w zakresie materiałów bazaltowych. Włókno bazaltowe to włókno nieorganiczne pozyskiwane z wulkanicznej skały bazaltowej. Dzięki innowacjom w zakresie sprzętu technicznego i przetwarzania stało się ono ultracienkie i elastyczne, zachowując jednocześnie swoją naturalną odporność na wysokie temperatury i korozję.

W 2021 roku zespół badawczy i partnerzy z branży połączyli siły; laboratoria uniwersyteckie ściśle współpracowały z liniami produkcyjnymi w fabrykach, aby prowadzić ciągłe testy i walidację. Średnica włókna została zmniejszona z 12 mikronów i 10 mikronów do zaledwie 5 mikronów – jednej trzeciej grubości ludzkiego włosa. Po dziesiątkach tysięcy testów momentu obrotowego, wielokrotnych obliczeniach, walidacjach eksperymentalnych i optymalizacji opartej na informacjach zwrotnych, zespół opracował optymalny proces „nieniszczącego, dwukierunkowego skręcania z ograniczeniem”. Dzięki temu włókno bazaltowe można było przędzić z minimalnym momentem obrotowym, nie ulegając uszkodzeniu.

„Przyjazność dla skóry – to była najtrudniejsza przeszkoda dla tkaniny z włókien bazaltowych!" Kluczowym przełomem zespołu jest technologia „skręcania rdzenia”: miękkie włókna cięte są skręcane wokół bazaltowego rdzenia. To podejście zachowuje „wytrzymały” rdzeń ochronny włókna bazaltowego, zapewniając jednocześnie lekkość, miękkość i przyjazność dla skóry. „Nazwaliśmy tę nową technologię »nieniszczącą, niskomomentową technologią formowania przędzy o pełnym owinięciu«” – wyjaśnia Xia Zhigang. Jego zespół przez wiele lat współpracował z wieloma przedsiębiorstwami, aby pokonać wyzwania techniczne, przetwarzając sztywny bazalt we włókna cieńsze niż ludzki włos i splatając je w „kombinezony z bazaltowej smoczej łuski”, zdolne do wytrzymywania temperatur 1300°C. Ten przełom nie tylko rozwiązał problemy ochronne tradycyjnego sprzętu strażackiego, ale także zapewnił lepszą wydajność przy konkurencyjnej cenie.

Z Księżyca na pole walki: kombinezon strażacki ucieleśnia „szczyt ludzkiej technologii”

Flaga narodowa wywieszona na powierzchni Księżyca natychmiast przykuła uwagę całego świata... W 2024 roku „księżycowa flaga narodowa” Chang'e-6 rozbłysła w kosmosie. Jako pierwsza na świecie flaga z włókien bazaltowych wywieszona na Księżycu, zapewniła kluczowe wsparcie materiałowe dla misji eksploracji głębokiego kosmosu prowadzonych przez mój kraj. Technologia przędzenia włókien bazaltowych wykorzystana w tej fladze została opracowana przez zespół profesora Xia Zhiganga z Uniwersytetu Tekstylnego w Wuhanie.

Obecnie technologia przędzenia opracowana przez zespół profesora Xia nie tylko kształci studentów i techników przemysłowych, ale także wspiera duże projekty krajowe i została z powodzeniem skomercjalizowana w różnych sektorach cywilnych, wykazując ogromny potencjał rynkowy. Eksperymenty wykazały, że po 10 sekundach wystawienia na działanie płomienia palnika o temperaturze 1300°C tradycyjna tkanina bawełniana zapalała się natychmiast, a aramidowy kombinezon strażacki ulegał całkowitemu spaleniu, podczas gdy ognioodporna tkanina z włókna bazaltowego wykazywała jedynie lekkie zaczernienie.

W 2025 roku zespół nawiązał współpracę z wieloma krajowymi przedsiębiorstwami w ramach całego łańcucha dostaw, aby rozwinąć masową produkcję przędz rdzeniowych z kompozytów bazaltowych, wytwarzając produkty takie jak kombinezony strażackie, buty, liny ochronne i koce gaśnicze.

„W porównaniu do tradycyjnych kombinezonów strażackich z aramidem, garnitury z włókna bazaltowego oferują znakomite parametry wydajności: wytrzymują temperatury do 1300°C i działają niezawodnie w zakresie temperatur od -200°C do 700°C, skutecznie rozwiązując krytyczny problem wąskiego gardła technologicznego.

Xia Zhigang z dumą zauważył, że obecnie na rynku międzynarodowym nie ma bezpośrednio porównywalnych produktów, co oznacza transformację Chin z pozycji naśladowcy w pozycję lidera w tej dziedzinie. Zespół badawczy kontynuuje współpracę z przedsiębiorstwami w celu dalszej optymalizacji, napędzając industrializację i wdrażanie większej liczby wysokiej jakości, innowacyjnych produktów.

„Od Ziemi po Księżyc, perspektywy zastosowania włókien bazaltowych wykraczają daleko poza kombinezony strażackie” – powiedział Xia Zhigang, patrząc w przyszłość. Wyjaśnił, że Księżyc posiada ogromne ilości księżycowej gleby o składzie strukturalnym podobnym do bazaltu; w przyszłości tkaniny z włókien bazaltowych mogłyby być wykorzystywane do produkcji skafandrów kosmicznych i ułatwiać budowę obiektów księżycowych, wspierając ludzkość w dalszej eksploracji Księżyca.