Prenese 1300 °C brez pregorevanja! Gasilska obleka, stkana iz vulkanske kamnine – nižji stroški, močnejša zaščita

Nedavno je Tekstilna univerza v Wuhanu po letih premagovanja tehničnih ovir uspešno narisala veliko Bazalt v vlakna, tanjša od človeškega lasu, in jih vtkali v "bazaltne obleke zmajeve luske", ki lahko prenesejo temperature 1300 °C. Ta preboj, ki je pritegnil pozornost vodilnih tekstilnih podjetij, ne le odpravlja zaščitne pomanjkljivosti tradicionalnih gasilskih oblek, temveč tudi dosega vrhunsko zmogljivost po nižji ceni. Predstavniki gasilskega in reševalnega urada Wuhan so pred kratkim obiskali univerzo, da bi naročili serijo teh oblek. Inovacija je pritegnila zanimanje ne le lokalnih podjetij v provinci Hubei, temveč tudi številnih vodilnih tekstilnih podjetij po vsej državi.

»Naša tehnologija 'Core-Wrapped Spinning' je globalno izvirna in vsestranska tehnika. Izstopa na področju specializiranih oblačil, odpornih na visoke temperature, in je ustvarila več kot 2 milijardi juanov vrednosti industrije,« je 19. maja dejal profesor Xia Zhigang, vodja raziskovalne skupine za predenje v ekipi akademika Xu Weilina. Pojasnil je, da je preboj v Bazaltna vlakna Tehnologija gasilskih oblek ne le odpravlja zaščitne omejitve običajnih oblek, temveč tudi močno napreduje v znanosti o tekstilnih materialih in industrializaciji opreme za predelavo tekstila, s čimer spreminja krajino mednarodne konkurence.

Sproženje revolucije materialov: Spreminjanje kamna v "bazaltne zmajeve obleke"

"Izziv glede bazaltni materiali izvirajo iz potreb industrije; naša ekipa se je na te zahteve aktivno odzvala z izvedbo namenskih znanstvenih raziskav."

Leta 2017 sta Xia Zhigang in njegova ekipa med obiskom dveh podjetij slišala soglasno zahtevo: Ali bi lahko anorganske materiale, kot je bazalt, uporabili za pridobivanje vlaken, predenje preje in tkanje tkanin, da bi zaščitili življenja gasilcev na prvih bojnih črtah?

Bazaltna vlakna nudijo odlično toplotno in električno izolacijo, odpornost proti ognju in mrazu, visoko Kemijsko inertnost, odpornost proti koroziji in nizki stroški. Vendar so vlakna toga in nagnjena k krhkemu lomu, zaradi česar je težko nadzorovati nedestruktivno upogibanje in zvijanje z nizkim navorom med obdelavo tekstila.

Xia Zhigang, ki ga je gnala misija, da bi se "ukoreninil v Hubeiju in ostal predan proizvodni liniji", je predlagal: "To je globalni izziv – ali naj poskusimo?"

Po vrnitvi v univerzitetni laboratorij je Xia Zhigang organiziral raziskovalno skupino in se povezal s podjetji za predenje vlaken in tekstilom, da bi začel teoretično raziskovalno pobudo, osredotočeno na inovacije bazaltnih materialov. Bazaltna vlakna so anorganska vlakna, pridobljena iz vulkanske bazaltne kamnine. Z inovacijami v tehnični opremi in predelavi so postala ultra tanka in prožna, hkrati pa so ohranila svojo naravno odpornost na visoke temperature in korozijo.

Leta 2021 sta raziskovalna ekipa in industrijski partnerji združili moči; univerzitetni laboratoriji so tesno sodelovali s tovarniškimi proizvodnimi linijami pri izvajanju stalnega testiranja in validacije. Premer vlaken se je zmanjšal z 12 mikronov in 10 mikronov na samo 5 mikronov – tretjino debeline človeškega lasu. Po več deset tisoč preizkusih navora, ponavljajočih se izračunih, eksperimentalnih validacijah in optimizaciji na podlagi povratnih informacij je ekipa dokončala optimalen postopek za "nedestruktivno, dvosmerno sukanje z omejitvijo". To je zagotovilo, da se je bazaltno vlakno lahko predeno z minimalnim navorom, ne da bi pri tem ostalo nepoškodovano.

"Prijaznost do kože – to je bila najtežja ovira za Tkanine iz bazaltnih vlaken!" Osrednji preboj ekipe leži v tehnologiji "predenja z ovijanjem jedra": mehka rezana vlakna so zvita okoli bazaltnega jedra. Ta pristop ohranja "robustno" zaščitno jedro bazaltnih vlaken, hkrati pa zagotavlja lahko, mehko in koži prijazno izkušnjo nošenja. "To novo tehnologijo smo poimenovali 'nedestruktivna tehnologija oblikovanja preje z nizkim navorom in popolnim ovijanjem'," pojasnjuje Xia Zhigang. Njegova ekipa je več let sodelovala z več podjetji, da bi premagala tehnične izzive, pri čemer je tog bazalt vlekla v vlakna, tanjša od človeških las, in jih tkala v "bazaltne obleke v obliki zmajeve luske", ki lahko prenesejo temperature 1300 °C. Ta preboj ni le odpravil zaščitnih pomanjkljivosti tradicionalne gasilske opreme, temveč je dosegel tudi vrhunsko zmogljivost po konkurenčni ceni.

Od Lune do ognjišča: Gasilska obleka pooseblja "vrhunec človeške tehnologije"

Državna zastava, razobešena na lunini površini, je v trenutku pritegnila pozornost sveta ... Leta 2024 je v vesolju močno zasijala "lunarna državna zastava" Chang'e-6. Kot prva zastava iz bazaltnih vlaken na svetu, razobešena na Luni, je nudila ključno materialno podporo za misije moje države za raziskovanje globokega vesolja. Tehnologijo predenja bazaltnih vlaken, ki se uporablja za to zastavo, je razvila ekipa profesorja Xia Zhiganga na Tekstilni univerzi v Wuhanu.

Danes tehnologija predenja, ki jo je razvila ekipa profesorja Xia, ne le usposablja študente in industrijske tehnike, temveč podpira tudi večje nacionalne projekte in je bila uspešno komercializirana v različnih civilnih sektorjih, kar kaže na ogromen tržni potencial. Poskusi so pokazali, da se je tradicionalna bombažna tkanina, ko je bila 10 sekund izpostavljena plamenu gorilnika s temperaturo 1300 °C, v trenutku vžgala, aramidna gasilska obleka pa je bila popolnoma zgorela, medtem ko je ognjeodporna tkanina iz bazaltnih vlaken le rahlo počrnela.

Leta 2025 je ekipa sodelovala v celotni dobavni verigi z več domačimi podjetji, da bi spodbudila obsežno proizvodnjo bazaltnih kompozitnih prej z jedrom, pri čemer je izdelovala izdelke, kot so gasilske obleke, škornji, zaščitne vrvi in ​​gasilske odeje.

"V primerjavi s tradicionalnimi aramidnimi gasilskimi oblekami," obleke iz bazaltnih vlaken ponujajo vrhunske zmogljivosti: prenesejo temperature do 1300 °C in zanesljivo delujejo v območju od -200 °C do 700 °C, s čimer učinkovito rešujejo kritično tehnološko ozko grlo.

Xia Zhigang je s ponosom ugotovil, da na mednarodnem trgu trenutno ni neposredno primerljivih izdelkov, kar pomeni prehod Kitajske iz sledilca v vodilnega na tem področju. Medtem raziskovalna skupina še naprej sodeluje s podjetji pri nadaljnji optimizaciji, spodbuja industrializacijo in uporabo bolj kakovostnih, inovativnih izdelkov.

»Od Zemlje do Lune se možnosti uporabe bazaltnih vlaken raztezajo daleč preko gasilskih oblek,« je dejal Xia Zhigang, ki je pogledal v prihodnost. Pojasnil je, da ima Luna ogromne količine lunarne zemlje s strukturno sestavo, podobno bazaltu; v prihodnosti bi se lahko tkanine iz bazaltnih vlaken uporabljale za izdelavo vesoljskih oblek in olajšale gradnjo Lune, kar bi človeštvu pomagalo pri nadaljnjem raziskovanju Lune.