Paggamit ng Layered Basalt Ultra-Fine Yarns at ng Kanilang mga Tela sa Paggalugad sa Lunar

Ang papel pananaliksik na pinamagatang "Hierarchical basalt metayarn for ergonomic protective space textiles" ay inilathala sa journal na Matter ng pangkat nina Propesor Xia Zhigang at Academician Xu Weilin mula sa National Key Laboratory of New Textile Materials and Advanced Processing sa Wuhan Textile University, sa pakikipagtulungan kay Propesor Tao Guangming. Ang grupong ito ng pananaliksik para sa mga bagong materyales sa tela at advanced processing ang unang nagpanukala ng teknolohiyang core-spun spinning na "coaxial spiral wrap spinning," na tumutugon sa mga hamon ng hindi mapanirang, mababang-torque, mataas na kalidad, at malawakang pag-ikot, paghabi, at aplikasyon ng basalt fiber sa ultrafine scale. Nagbubukas ito ng isang bagong landas para sa malakihan, madaling gamitin sa balat, at nababaluktot na pagproseso ng tela ng mga materyales na inorganic fiber na may mataas na stiffness at mataas na brittleness, na nagbibigay-daan para sa mass production na matugunan ang agarang pangangailangan para sa mga high-performance protective material upang mapaglabanan ang mga kumplikado at matinding kapaligiran sa... Aerospace larangan. Ang unang may-akda ng papel ay si Propesor Xia Zhigang, at ang mga kaukulang may-akda ay sina Akademiko Xu Weilin at Propesor Tao Guangming. Ang papel ay napili bilang isang artikulo sa pabalat ng journal.

Ang paglalapat ng hirarkikal basalt ultrafine na sinulid at ang mga tela nito sa paggalugad sa buwan ay isang kritikal na senaryo para sa paglipat ng tao sa kalawakan sa hinaharap. Ang hierarchical basalt ultrafine na sinulid na ito ay nagtatampok ng kakayahang umangkop, mataas na lakas, at mahusay na katatagan, at maaaring habihin sa malambot na tela na epektibong lumalaban sa malakas na solar radiation at matinding pagbabago-bago ng temperatura sa kalawakan. Ang pananaliksik na ito ang nangunguna sa isang bagong pamamaraan para sa pagbabago ng malutong na inorganic basalt fiber tungo sa praktikal at ergonomically protective na mga tela sa kalawakan.

Sa mga nakaraang taon, kasabay ng mabilis na pag-unlad ng pandaigdigang eksplorasyon sa kalawakan at komersyal na aerospace, ang pangangailangan ng industriya para sa Magaan, ang mga materyales na lumalaban sa mga matinding kapaligiran ay biglang tumaas.Hibla ng basalt, na nagmula sa batong bulkan, ay nagtataglay ng mga kilalang bentahe tulad ng mababang gastos, resistensya sa mataas na temperatura, mataas na thermal insulation, resistensya sa radiation, resistensya sa kalawang, at hindi nasusunog na walang usok, na umaakit sa mapagkumpitensyang paglawak sa maraming larangan kabilang ang riles ng tren, espesyal na proteksyon, at civil engineering. Gayunpaman, ang likas na mataas na higpit at mataas na modulus nito ay ginagawa itong lubos na madaling kapitan ng malutong na bali sa ultrafine scale; ang tradisyonal na high-torque spinning ay nagdudulot din ng pinsala sa hibla at isang matalim na pagbaba ng lakas, na nagreresulta sa pagkamit ng "hindi mapanirang, mababang torque, ganap na natatakpan, ligtas sa balat, at nababaluktot" na mataas na kalidad na sinulid na nagiging isang pangmatagalang problema sa "bottleneck" na pumipigil sa basalt fiber na makapasok sa sistema ng aplikasyon sa tela.

Timeline ng Pag-unlad ng Teknolohiya

Upang malutas ang teknikal na hadlang na ito at matugunan ang mga pangangailangan ng mga aplikasyon ng matinding proteksyon, isang lokal na kumpanya ang nakipagtulungan sa pangkat ni Propesor Xia Zhigang sa Wuhan Textile University. Hinarap nila ang buong proseso ng industriya, mula sa pag-iikot, paggawa ng sinulid, paghabi, hanggang sa pagtitina:

• 2019: Unang iminungkahing hindi mapanirang pag-iikot ng pambalot.

• 2020: Matagumpay na nabuo ang unang skin-friendly basalt fiber thermal protective na tela.

• 2021: Nakamit ang teknolohiya sa pagguhit na kontrolado ang katumpakan para sa ultrafine basalt fiber na ginagamit sa mga tela ng damit.

• 2022: Matagumpay na dinisenyo at pinaikot ng laboratoryo ang de-kalidad, mababang metalikang kuwintas, hindi mapanira, ganap na natatakpan, at mataas ang proporsyon. pinong sinulid na basalt fiber.

• 2023: Matatag na operasyon ng kumpletong hanay ng mga proseso at kagamitang pang-industriya na angkop para sa hindi mapanirang, ganap na saklaw na pag-iikot ng basalt fiber.

• 2023 hanggang Kasalukuyan: Patuloy na pag-optimize at pagpapabuti ng mga proseso at kagamitan, pagtanggap ng mga order para sa produksyon, at pagbuo ng mga high-end na basalt fiber protective fabric para sa mga matinding sitwasyon ng proteksyon.

• 2024: Ang pambansang watawat ng Tsina na gawa sa basalt fiber, na binuo ng Wuhan Textile University, ay matagumpay na iniladlad sa kabilang panig ng Buwan sa pamamagitan ng misyong Chang'e-6, na lalong nagtaguyod ng atensyon at pagpapalawak ng aplikasyon ng mga basalt extreme protective fabric.

• 2025: Isang pangkat ng inobasyon sa "Panahon ng Basalt Fiber" ang magkasamang itinatag ng Aero-Engine Corporation ng China na Hangyu Life Support Equipment Co., Ltd. at ng pangkat ng mga umiikot na kagamitan ni Academician Xu Weilin sa Wuhan Textile University. Ang pangkat ay nakatuon sa malalim na pananaliksik at pagtataguyod ng pagpapalawak ng full-chain aerospace application ng basalt fiber, mula sa mga hilaw na materyales hanggang sa mga produktong tela, na tumutugon sa mga internasyonal na hangganan ng agham pangkalawakan at mga pangunahing pambansang estratehikong pangangailangan.

Inobasyon at Pagganap

Sa pangunguna nina Propesor Xu Weilin, Xia Zhigang, at Tao Guangming, kasama ang mga mag-aaral na nagtapos tulad nina Shang Lulu, Xu Ao, at Zhang Shiliang, ang pangkat ay patuloy na nagpabago at nagpabuti ng kasalukuyang teknolohiya. Pinangunahan nila ang teknolohiyang "coaxial spiral wrap spinning", na nalampasan ang mga pangunahing teknikal at inobasyon sa kagamitan tulad ng hindi mapanirang, mababang-torque na pagbuo ng sinulid at multi-level na matatag na saklaw.

Nakamit nila ang industriyal at tuluy-tuloy na produksyon ng multi-level, organic-inorganic composite, skin-friendly, flexible basalt meta-structural yarn (Metayarn).

• Ang lakas ng nagawang Metayarn ay tumaas ng 27.76% kumpara sa orihinal na basalt filament.

• Ang natitirang metalikang kuwintas ng sinulid ay lubhang nabawasan kumpara sa ibang mga komersyal na sinulid, na nagbigay-daan para sa direktang pagniniting o paghabi tungo sa mga produktong Metayarn na hindi maaapektuhan ng balat at nababaluktot.

Sa harap ng masalimuot at matinding kapaligirang panghimpapawid, ang mga produktong Metayarn ay nagpapakita ng natatanging kakayahang umangkop sa kapaligiran at katatagan ng istruktura:

• Ang lakas ng nababaluktot na produkto ay hindi nabulok, bagkus ay tumaas, pagkatapos ng patuloy na pag-flush gamit ang liquid nitrogen sa 200°C, mainit na hangin sa 300°C, at matagal na pagkakalantad sa malakas na radyasyon ng araw.

• Napanatili nito ang integridad ng istruktura matapos masunog ng apoy na umabot sa 1300°C.

• Ang mga produktong niniting na metatain ay may haba sa pagkaputol na hanggang 421%.

• Pinapanatili nila ang mahusay na resistensya sa apoy at sunog kahit na sa ilalim ng 30%, pagkamit ng pinagsamang tungkulin ng "ginhawa at proteksyon."