鋪路的黑色石塊，在高溫之下，被拉成比頭發(fā)絲還細(xì)的纖維，織成的消防服能抵御1300℃高溫。
近日，武漢市消防救援局負(fù)責(zé)人帶著團(tuán)隊(duì)，找到了武漢紡織大學(xué)，希望定制一批“玄武龍鱗服”。
慕名而來(lái)尋求合作的，不只湖北本地客商，還有福建、安徽、廣東等外省的紡織龍頭企業(yè)。
“我們的‘卷芯紡’技術(shù)，是全球原創(chuàng)的通用技術(shù)，在耐高溫特殊服飾領(lǐng)域，獨(dú)樹一幟，帶來(lái)行業(yè)效益超20億元！”5月19日，徐衛(wèi)林院士團(tuán)隊(duì)紡紗課題組負(fù)責(zé)人夏治剛教授笑著介紹，玄武巖纖維消防服的技術(shù)路線突破不僅解決了傳統(tǒng)消防服的防護(hù)短板，有力促進(jìn)了紡織材料科學(xué)、紡織加工裝備產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展，引領(lǐng)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)格局轉(zhuǎn)變。
5月19日，徐衛(wèi)林院士團(tuán)隊(duì)紡紗課題組學(xué)生穿戴玄武巖纖維消防服，體驗(yàn)該消防服的輕便、柔軟、親膚。 (湖北日?qǐng)?bào)全媒記者 包東喜 攝)
催生材料革命，石頭煉成“玄武龍鱗服”
“玄武巖材料來(lái)自企業(yè)提出命題，我們團(tuán)隊(duì)積極應(yīng)對(duì)產(chǎn)業(yè)需求，主動(dòng)開展科研攻關(guān)。”2017年，夏治剛帶隊(duì)在湖北襄陽(yáng)的兩家校友企業(yè)考察，兩家企業(yè)老總一致提出訴求：能否利用無(wú)機(jī)材料比如玄武巖提取纖維，紡紗織布，保護(hù)火場(chǎng)一線消防戰(zhàn)士生命安全？
玄武巖纖維絕熱絕緣、抗火抗寒、強(qiáng)惰性、耐腐蝕、成本低，但纖維剛性大、易脆斷，無(wú)損化、低扭矩的彎曲扭轉(zhuǎn)紡織加工難以掌控。
在“扎根荊楚、堅(jiān)守產(chǎn)線”的使命驅(qū)動(dòng)下，夏治剛提議：“這是一道世界難題，我們能否搏一搏？”
回到學(xué)校實(shí)驗(yàn)室，夏治剛組織攻關(guān)課題組，聯(lián)合紡絲、紡織企業(yè)，開始玄武巖材料創(chuàng)新的理論攻關(guān)。玄武巖纖維是從火山巖玄武巖中提取的無(wú)機(jī)纖維，經(jīng)過技術(shù)裝備與工藝創(chuàng)新，具有超細(xì)柔韌、天然耐高溫、耐腐蝕的特性。
2021年，課題組與企業(yè)雙向奔赴，學(xué)校實(shí)驗(yàn)室與企業(yè)生產(chǎn)車間密切協(xié)作、持續(xù)驗(yàn)證，纖維從12微米、10微米……直至5微米，即頭發(fā)絲的三分之一；上萬(wàn)次扭矩測(cè)試，反復(fù)演算、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、反饋優(yōu)化，最終確定了纖維束無(wú)損化的雙向扭轉(zhuǎn)限域最佳工藝，保障了玄武巖纖維無(wú)損、低扭紡紗。
“親膚，這是玄武巖纖維面料最難的一道坎！”團(tuán)隊(duì)的核心突破在于“卷芯紡”技術(shù)——用柔軟的短纖維圍繞玄武巖芯絲加捻包覆，既保留了玄武巖纖維“強(qiáng)悍”的防護(hù)內(nèi)核，又實(shí)現(xiàn)了輕便、柔軟、親膚的穿著體驗(yàn)。
“我們給這項(xiàng)新技術(shù)命名為無(wú)損低扭全裹覆成紗技術(shù)！”夏治剛介紹，課題組聯(lián)合湖北匯爾杰等企業(yè)，歷時(shí)多年攻克技術(shù)難關(guān)，將堅(jiān)硬的玄武巖拉成比頭發(fā)絲還細(xì)的纖維，再織成能抵御1300℃高溫的“玄武龍鱗服”。這項(xiàng)突破不僅解決了傳統(tǒng)消防服的防護(hù)短板，更以成本優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)了性能超越。
從月球到火場(chǎng)，一件消防服蘊(yùn)含人類科技
國(guó)旗在月面展示，世界瞬間矚目……2024年，嫦娥六號(hào)“月面國(guó)旗”閃耀太空。這是世界上首面玄武巖纖維月面國(guó)旗，為我國(guó)深空探測(cè)提供了關(guān)鍵材料支持。這面國(guó)旗采用的玄武巖纖維紡紗技術(shù)，就是由武漢紡織大學(xué)夏治剛團(tuán)隊(duì)研制的。
如今，夏治剛教授課題組的紡紗技術(shù)不僅培養(yǎng)了學(xué)生、企業(yè)技術(shù)員，而且服務(wù)于國(guó)家重大工程，并在多個(gè)民用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)轉(zhuǎn)化，展現(xiàn)了廣闊的市場(chǎng)空間。
實(shí)驗(yàn)顯示，用1300℃火槍噴射10秒，傳統(tǒng)棉布瞬間點(diǎn)燃，芳綸消防服被完全燒穿，而玄武巖纖維防火布僅輕微發(fā)黑。
2025年，該團(tuán)隊(duì)與湖北匯爾杰等5家企業(yè)全鏈條協(xié)作，推動(dòng)玄武巖復(fù)構(gòu)芯紗規(guī)模化生產(chǎn)，制作消防服裝、消防鞋靴、防護(hù)繩纜、滅火毯等產(chǎn)品。
“與傳統(tǒng)芳綸消防服相比，玄武巖纖維消防服具有更優(yōu)的性能指標(biāo)，其耐熱極限可達(dá)1300℃，長(zhǎng)期使用溫度范圍在-200℃～700℃，解決了國(guó)際上‘卡脖子’技術(shù)問題。”
夏治剛自豪地介紹，目前國(guó)際上尚無(wú)與玄武巖纖維消防服完全對(duì)標(biāo)的同類產(chǎn)品，中國(guó)在該領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的跨越；同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)與企業(yè)一道，還在持續(xù)研究、不斷優(yōu)化，推動(dòng)更多的新質(zhì)精品產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用。
“從地球到月球，玄武巖纖維的應(yīng)用前景遠(yuǎn)不止消防服。”夏治剛展望說(shuō)，月球上存在大量與玄武巖結(jié)構(gòu)成分類似的月壤，未來(lái)可用玄武巖纖維布料制作航空服、開展月面建造，幫助人類進(jìn)一步探索月球。
