Hustahimili 1300°C Bila Kuungua! Suti ya Kuzima Moto Iliyofumwa kwa Miamba ya Volkeno—Gharama ya Chini, Ulinzi Mzito Zaidi

Hivi majuzi, baada ya miaka mingi ya kushinda vikwazo vya kiufundi, Chuo Kikuu cha Nguo cha Wuhan kilifanikiwa kupata matokeo chanya Basalt kuwa nyuzi nyembamba kuliko nywele za binadamu na kuzisuka kuwa "Suti za Basalt Dragon-Scale" zenye uwezo wa kuhimili halijoto ya 1300°C. Mafanikio haya, ambayo yamevutia umakini wa makampuni makubwa ya nguo, hayashughulikii tu mapungufu ya kinga ya suti za kitamaduni za kuzima moto lakini pia yanafikia utendaji bora kwa gharama ya chini. Wawakilishi kutoka Ofisi ya Zimamoto na Uokoaji ya Wuhan hivi karibuni walitembelea chuo kikuu ili kuagiza kundi la suti hizi. Ubunifu huo umevutia shauku si tu kutoka kwa biashara za ndani za Hubei bali pia kutoka kwa makampuni mengi makubwa ya nguo kote nchini.

"Teknolojia yetu ya 'Kuzungusha kwa Kufunika kwa Msingi' ni mbinu asilia na inayoweza kutumika duniani kote. Inajitokeza katika uwanja wa nguo maalum zinazostahimili joto kali na imezalisha zaidi ya yuan bilioni 2 kwa thamani ya tasnia," alisema Profesa Xia Zhigang, mkuu wa kikundi cha utafiti wa kusokota chini ya timu ya Mwanazuoni Xu Weilin, mnamo Mei 19. Alielezea kwamba mafanikio katika Nyuzinyuzi za Basalt Teknolojia ya suti za kuzima moto sio tu kwamba hutatua vikwazo vya kinga vya suti za kawaida lakini pia huendeleza kwa nguvu sayansi ya vifaa vya nguo na ukuaji wa viwanda wa vifaa vya usindikaji wa nguo, na kubadilisha mazingira ya ushindani wa kimataifa.

Kuchochea Mapinduzi ya Vifaa: Kubadilisha Jiwe Kuwa "Suti za Joka la Basalt"

"Changamoto kuhusu vifaa vya basalt ilitokana na mahitaji ya tasnia; timu yetu ilijibu kikamilifu mahitaji haya kwa kufanya utafiti wa kisayansi uliojitolea."

Mnamo 2017, wakati wa kutembelea kampuni mbili, Xia Zhigang na timu yake walisikia ombi la pamoja: Je, vifaa visivyo vya kikaboni—kama vile basalt—vingeweza kutumika kutoa nyuzi, kusokota uzi, na kusuka kitambaa ili kulinda maisha ya wazima moto walio mstari wa mbele?

Nyuzinyuzi za basalt hutoa insulation bora ya joto na umeme, upinzani wa moto na baridi, na kiwango cha juu cha joto. Kemikali Utulivu, upinzani wa kutu, na gharama nafuu. Hata hivyo, nyuzi hizo ni ngumu na zinaweza kuvunjika kwa urahisi, na kufanya ugumu wa kudhibiti kutoharibu, kupinda na kusokota kwa torque ndogo wakati wa usindikaji wa nguo.

Akiongozwa na dhamira ya "kuota mizizi huko Hubei na kuendelea kujitolea kwa safu ya uzalishaji," Xia Zhigang alipendekeza: "Hii ni changamoto ya kimataifa—je, tujaribu?"

Aliporudi kwenye maabara ya chuo kikuu, Xia Zhigang aliandaa kikosi kazi cha utafiti na kushirikiana na makampuni ya kutengeneza nyuzi na nguo ili kuzindua mpango wa utafiti wa kinadharia unaolenga uvumbuzi wa nyenzo za basalt. Nyuzinyuzi za basalt ni nyuzi zisizo za kikaboni zinazotokana na mwamba wa basalt wa volkeno. Kupitia uvumbuzi katika vifaa vya kiufundi na usindikaji, imekuwa laini sana na inayonyumbulika, huku ikidumisha upinzani wake wa asili kwa halijoto ya juu na kutu.

Mnamo 2021, timu ya utafiti na washirika wa tasnia waliungana; maabara za vyuo vikuu zilishirikiana kwa karibu na mistari ya uzalishaji wa kiwanda kufanya majaribio na uthibitishaji endelevu. Kipenyo cha nyuzi kilipunguzwa kutoka mikroni 12 na mikroni 10 hadi mikroni 5 tu—theluthi moja ya unene wa nywele za binadamu. Baada ya makumi ya maelfu ya majaribio ya torque, hesabu zilizorudiwa, uthibitishaji wa majaribio, na uboreshaji kulingana na maoni, timu ilikamilisha mchakato bora wa "kupotosha bila uharibifu, pande mbili na kufungwa." Hii ilihakikisha kwamba nyuzi za basalt zinaweza kuzungushwa kwa torque ndogo huku zikibaki bila kuharibika.

"Urafiki wa ngozi—hicho kilikuwa kikwazo kigumu zaidi kwa vitambaa vya nyuzi za basalt!" Ufanisi mkuu wa timu upo katika teknolojia ya "kuzunguka kwa mfuniko wa msingi": nyuzi laini za kikuu huzungushwa kuzunguka uzi wa msingi wa basalt. Mbinu hii huhifadhi kiini cha kinga "kilichobana" cha nyuzi za basalt huku ikitoa uzoefu mwepesi, laini, na rafiki kwa ngozi. "Tuliita teknolojia hii mpya 'teknolojia isiyoharibu, yenye moment ya chini, na ya mfuniko kamili,'" anaelezea Xia Zhigang. Timu yake ilishirikiana na makampuni mengi kwa miaka kadhaa ili kushinda changamoto za kiufundi, ikivuta basalt ngumu kuwa nyuzi laini kuliko nywele za binadamu na kuzisuka katika "Suti za Basalt-Scale-Scale" zenye uwezo wa kustahimili halijoto ya 1,300°C. Ufanisi huu haukushughulikia tu mapungufu ya kinga ya vifaa vya jadi vya kuzima moto lakini pia ulipata utendaji bora kwa gharama ya ushindani.

Kutoka Mwezini hadi Uwanja wa Moto: Suti ya Kuzima Moto Inawakilisha "Nguzo ya Teknolojia ya Binadamu"

Bendera ya taifa iliyoonyeshwa kwenye uso wa mwezi ilivutia umakini wa dunia mara moja... Mnamo 2024, "bendera ya taifa ya mwezi" ya Chang'e-6 iling'aa sana angani. Ikiwa bendera ya kwanza duniani ya nyuzi za basalt kuonyeshwa kwenye mwezi, ilitoa usaidizi muhimu wa nyenzo kwa misheni za uchunguzi wa anga za juu za nchi yangu. Teknolojia ya kusokota nyuzi za basalt iliyotumika kwa bendera hii ilitengenezwa na timu ya Profesa Xia Zhigang katika Chuo Kikuu cha Nguo cha Wuhan.

Leo, teknolojia ya kusokota iliyotengenezwa na timu ya Profesa Xia sio tu inawafunza wanafunzi na mafundi wa tasnia lakini pia inasaidia miradi mikubwa ya kitaifa na imefanikiwa kuuzwa katika sekta mbalimbali za raia, ikionyesha uwezo mkubwa wa soko. Majaribio yalionyesha kwamba ilipowekwa kwenye moto wa tochi ya 1,300°C kwa sekunde 10, kitambaa cha pamba cha kitamaduni kiliwaka papo hapo na suti ya kuzima moto ya aramid ilichomwa kabisa, ilhali kitambaa kisichoshika moto cha nyuzi za basalt kilionyesha kuwa nyeusi kidogo tu.

Mnamo 2025, timu ilishirikiana katika mnyororo mzima wa usambazaji na makampuni mengi ya ndani ili kuendesha uzalishaji mkubwa wa nyuzi za msingi za basalt zenye mchanganyiko, kutengeneza bidhaa kama vile suti za kuzimia moto, buti, kamba za kinga, na blanketi za moto.

"Ikilinganishwa na suti za kitamaduni za kuzima moto za aramid, suti za nyuzi za basalt hutoa vipimo bora vya utendaji: hustahimili halijoto hadi 1,300°C na hufanya kazi kwa uaminifu ndani ya kiwango cha -200°C hadi 700°C, na hivyo kutatua kwa ufanisi kikwazo muhimu cha kiteknolojia."

Xia Zhigang alibainisha kwa fahari kwamba kwa sasa hakuna bidhaa zinazofanana moja kwa moja kwenye soko la kimataifa, na kuashiria mabadiliko ya China kutoka kwa mfuasi hadi kiongozi katika uwanja huu. Wakati huo huo, timu ya utafiti inaendelea kufanya kazi na makampuni katika uboreshaji zaidi, ikiendesha ukuaji wa viwanda na utumiaji wa bidhaa zenye ubora wa juu na bunifu zaidi.

"Kuanzia Duniani hadi Mwezini, matarajio ya matumizi ya nyuzi za basalt yanaenea zaidi ya suti za kuzimia moto," Xia Zhigang alisema, akiangalia wakati ujao. Alielezea kwamba Mwezi una kiasi kikubwa cha udongo wa mwezini wenye muundo sawa na basalt; katika siku zijazo, vitambaa vya nyuzi za basalt vinaweza kutumika kutengeneza suti za angani na kuwezesha ujenzi wa mwezini, na kusaidia wanadamu katika uchunguzi zaidi wa mwezini.