Odoláva teplotám 1300 °C bez prepálenia! Hasičský oblek utkaný z vulkanickej horniny – nižšie náklady, silnejšia ochrana
Nedávno, po rokoch prekonávania technických prekážok, sa Wuhanskej textilnej univerzite podarilo tvrdo nakresliť Čadič do vlákien jemnejších ako ľudský vlas a votkali ich do „čadičových oblekov v dračích šupinách“, ktoré odolávajú teplotám 1300 °C. Tento prielom, ktorý upútal pozornosť popredných textilných podnikov, nielenže rieši ochranné nedostatky tradičných hasičských oblekov, ale dosahuje aj vynikajúci výkon za nižšie náklady. Zástupcovia hasičského a záchranného úradu vo Wu-chane nedávno navštívili univerzitu, aby si objednali várku týchto oblekov. Inovácia vzbudila záujem nielen miestnych podnikov v provincii Hubei, ale aj mnohých popredných textilných spoločností v celej krajine.
„Naša technológia ‚Core-Wrapped Spinning‘ je celosvetovo originálna a všestranná technika. Vyniká v oblasti špecializovaného oblečenia odolného voči vysokým teplotám a vygenerovala hodnotu pre priemysel viac ako 2 miliardy juanov,“ povedal 19. mája profesor Xia Zhigang, vedúci výskumnej skupiny pre pradenie v tíme akademika Xu Weilina. Vysvetlil, že prielom v Čadičové vlákno Technológia hasičských oblekov nielen rieši ochranné obmedzenia konvenčných oblekov, ale tiež výrazne posúva vedu o textilných materiáloch a industrializáciu zariadení na spracovanie textilu, čím mení prostredie medzinárodnej konkurencie.
Začatie materiálovej revolúcie: Premena kameňa na „čadičové obleky v dračích šupinách“
„Výzva týkajúca sa bazaltové materiály vznikli z potrieb priemyslu; náš tím aktívne reagoval na tieto požiadavky vykonaním špecializovaného vedeckého výskumu.“
V roku 2017, počas návštevy dvoch spoločností, Xia Zhigang a jeho tím počuli jednomyseľnú požiadavku: Dali by sa anorganické materiály – ako napríklad čadič – použiť na extrakciu vlákien, spriadanie priadze a tkanie látok na ochranu životov hasičov v prvej línii?
Čadičové vlákno ponúka vynikajúcu tepelnú a elektrickú izoláciu, odolnosť voči ohňu a chladu, vysokú Chemické inertnosť, odolnosť voči korózii a nízke náklady. Vlákna sú však pevné a náchylné na krehký lom, čo sťažuje kontrolu nedeštruktívneho ohýbania a krútenia s nízkym krútiacim momentom počas spracovania textilu.
S cieľom „zakoreniť sa v provincii Hubei a zostať oddaný výrobnej linke“ navrhol Xia Zhigang: „Toto je globálna výzva – skúsime to?“
Po návrate do univerzitného laboratória Xia Zhigang zorganizoval výskumnú pracovnú skupinu a spolupracoval s podnikmi zaoberajúcimi sa pradením vlákien a textilom, aby spustil teoretickú výskumnú iniciatívu zameranú na inovácie v oblasti čadičového materiálu. Čadičové vlákno je anorganické vlákno získané zo sopečnej čadičovej horniny. Vďaka inováciám v technickom vybavení a spracovaní sa stalo ultrajemným a flexibilným, pričom si zachovalo svoju prirodzenú odolnosť voči vysokým teplotám a korózii.
V roku 2021 spojil výskumný tím a priemyselní partneri sily; univerzitné laboratóriá úzko spolupracovali s výrobnými linkami v továrňach na vykonávaní nepretržitého testovania a validácie. Priemer vlákna sa znížil z 12 mikrónov a 10 mikrónov na iba 5 mikrónov – čo je tretina hrúbky ľudského vlasu. Po desiatkach tisíc testov krútiaceho momentu, opakovaných výpočtoch, experimentálnych validáciách a optimalizácii na základe spätnej väzby tím dokončil optimálny proces pre „nedeštruktívne, obojsmerné skrúcanie s obmedzením“. To zabezpečilo, že čadičové vlákno sa mohlo spriadať s minimálnym krútiacim momentom bez poškodenia.
„Šetrnosť k pokožke – to bola najťažšia prekážka pre tkaniny z bazaltových vlákien„Hlavný prelom tímu spočíva v technológii „spriadania s obalením jadra“: mäkké strižové vlákna sú skrútené okolo čadičového jadra. Tento prístup zachováva „robustné“ ochranné jadro čadičového vlákna a zároveň poskytuje ľahký, mäkký a k pokožke šetrný zážitok z nosenia. „Túto novú technológiu sme nazvali ‚nedeštruktívna technológia formovania priadze s nízkym krútiacim momentom a plným obalením‘,“ vysvetľuje Xia Zhigang. Jeho tím niekoľko rokov spolupracoval s viacerými podnikmi na prekonaní technických výziev, pričom z tuhého čadiča vytvoril vlákna jemnejšie ako ľudské vlasy a tkával ich do „čadičových oblekov v dračích šupinách“, ktoré odolávajú teplotám 1 300 °C. Tento prelom nielenže riešil ochranné nedostatky tradičného hasičského vybavenia, ale dosiahol aj vynikajúci výkon za konkurencieschopnú cenu.
Z Mesiaca na ohnisko: Hasičský oblek stelesňuje „vrchol ľudskej technológie“
Štátna vlajka vztýčená na mesačnom povrchu okamžite upútala pozornosť sveta... V roku 2024 jasne žiarila vo vesmíre „lunárna národná vlajka“ Chang'e-6. Ako prvá vlajka z bazaltových vlákien na svete, ktorá bola vztýčená na Mesiaci, poskytla kritickú materiálnu podporu pre misie mojej krajiny zamerané na prieskum hlbokého vesmíru. Technológiu spriadania bazaltových vlákien použitú pre túto vlajku vyvinul tím profesora Xia Zhiganga na Textilnej univerzite vo Wu-chane.
Technológia spriadania vyvinutá tímom profesora Xia dnes nielenže školí študentov a priemyselných technikov, ale podporuje aj významné národné projekty a bola úspešne komercializovaná v rôznych civilných sektoroch, čo demonštruje obrovský trhový potenciál. Experimenty ukázali, že pri vystavení plameňu horáka s teplotou 1 300 °C počas 10 sekúnd sa tradičná bavlnená tkanina okamžite vznietila a hasičský oblek z aramidu úplne prehorel, zatiaľ čo ohňovzdorná tkanina z čadičových vlákien vykazovala len mierne sčernenie.
V roku 2025 tím spolupracoval v celom dodávateľskom reťazci s viacerými domácimi podnikmi na riadení rozsiahlej výroby čadičových kompozitných priadzí s jadrovým pradením, pričom vyrábal produkty, ako sú hasičské obleky, čižmy, ochranné laná a protipožiarne deky.
V porovnaní s tradičnými aramidovými hasičskými oblekmi, obleky z bazaltových vlákien ponúkajú vynikajúce výkonnostné parametre: odolávajú teplotám až do 1 300 °C a spoľahlivo fungujú v rozsahu od -200 °C do 700 °C, čím efektívne riešia kritické technologické úzke miesto.
Xia Zhigang s hrdosťou poznamenal, že na medzinárodnom trhu v súčasnosti neexistujú žiadne priamo porovnateľné produkty, čo znamená prechod Číny z pozície nasledovníka na lídra v tejto oblasti. Výskumný tím zároveň naďalej spolupracuje s podnikmi na ďalšej optimalizácii, podnecuje industrializáciu a aplikáciu kvalitnejších a inovatívnejších produktov.
„Od Zeme až po Mesiac, možnosti využitia čadičových vlákien siahajú ďaleko za hranice hasičských oblekov,“ povedal Xia Zhigang s pohľadom do budúcnosti. Vysvetlil, že Mesiac obsahuje obrovské množstvo lunárnej pôdy so štrukturálnym zložením podobným čadiču; v budúcnosti by sa čadičové vláknité tkaniny mohli použiť na výrobu skafandrov a uľahčiť výstavbu lunárneho priestoru, čo by pomohlo ľudstvu v ďalšom prieskume Mesiaca.
