武漢紡織大學×華中科技大學合作論文，登上Cell頭條

撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

近日，武漢紡織大學和華中科技大學的一篇研究論文登上了登上了Cell Press官網頭條。

該論文題為：Hierarchical basalt metayarn for ergonomic protective space textiles（分層玄武巖超結構紗線用于人體工程學防護空間紡織品），論文于 2025 年 10 月 1 日在線發表于 Cell 子刊Matter上，華中科技大學陶光明教授、武漢紡織大學徐衛林院士為論文通訊作者，武漢紡織大學夏治剛教授為論文第一作者。武漢紡織大學為論文第一單位。該論文還被選為期刊封面論文。

封面圖片展示了分層玄武巖超細紗線及其織物在月球探測中的應用，這是未來人類太空移民的關鍵場景。這種分層玄武巖超細紗線具有柔韌性、高強度和出色的穩定性，可編織成柔軟的織物，有效抵御太空中的強烈太陽輻射和極端溫度波動。這項研究開創了一種將脆性無機玄武巖纖維轉化為實用的符合人體工程學的太空防護織物的新方法。

自 1957 年以來，人類已成功將各種人造衛星、航天器和探測器送入太空，并實現了載人登月。人類最終實現太空移民也將為時不遠。對于在太空（比如月球）上生存的移民來說，他們所使用的紡織品必須能夠抵御極熱、極寒以及強烈的宇宙輻射。

玄武巖（Basalt）是地球上最常見的火山巖之一，它與月球和火星土壤極為相似。這種相似性使其成為月球移民和星際探索的重要太空設備材料。在 1450°C-1500°C 的高溫下，堅硬的玄武巖可以被熔化成液體，然后通過鉑銠合金噴絲板的噴絲孔拉伸成連續的纖維。

玄武巖纖維具有出色的耐極端環境性能，例如能長期耐受 780°C 高溫和-260°C 低溫，抗爆燃，隔熱性能高，還能抵御太陽輻射。然而，玄武巖纖維過于僵硬且易碎，無法在不損壞的情況下紡成紗線，進而編織成符合人體工程學的柔軟或有彈性的織物以貼合人體關節的活動。而易于紡成紗線的柔性有機纖維在太空中又不安全。

因此，如何將玄武巖纖維轉化為符合人體工程學的針織面料，至關重要。

在這項新研究中，研究團隊首創了玄武巖纖維卷芯紡紗技術——同軸螺旋纏繞紡紗法（coaxial spiral wrap spinning），突破了無損低扭成紗、多層級穩態包覆等關鍵技術與裝備創新，工業化實現了多層級、有機無機復構的親膚柔韌型玄武巖超結構紗線（Metayarn）批量化連續生產。

用于太空極端環境的基于玄武巖纖維的 Metayarn 紗線的制備工藝及主要特性

該技術所生產的 Metayarn 紗線兼具柔韌性、高強度和穩定性，可通過針織或機織加工成柔軟織物，這些織物能夠抵御強烈太陽輻射長時間照射、極端低溫（-200℃ 液氮）與高溫（300℃ 熱風持續沖刷），甚至在 1300℃ 火焰灼燒后仍保持結構完整。此外，這些織物具備高達 421% 的斷裂伸長率，在 30% 拉伸狀態下仍能保持優異的阻燃與抗火性能，實現了“舒適-防護”一體化功能。

Metayarn 紗線制作的織物在多種極端環境中的性能表現

這種符合人體工程學的織物具有成本效益高、可染色、親膚且柔韌的特點，為航天服、月球基地、太空旗幟、智能消防服、汽車內飾以及極地探索設備提供了創新的解決方案。

論文鏈接：

https://www.cell.com/matter/fulltext/S2590-2385(25)00524-7