Hält Temperaturen bis 1300 °C stand, ohne durchzubrennen! Ein Feuerwehranzug aus Vulkangestein – kostengünstiger, besserer Schutz

Nach jahrelanger Überwindung technischer Hürden ist es der Wuhan Textile University kürzlich gelungen, schwierige Projekte zu realisieren. Basalt Sie verarbeiteten Basaltfasern, die feiner als ein menschliches Haar sind, zu sogenannten „Basalt-Drachenschuppenanzügen“, die Temperaturen von bis zu 1300 °C standhalten. Dieser Durchbruch, der das Interesse führender Textilunternehmen geweckt hat, behebt nicht nur die Schutzlücken herkömmlicher Feuerwehranzüge, sondern bietet auch überlegene Leistung zu geringeren Kosten. Vertreter der Feuerwehr Wuhan besuchten kürzlich die Universität, um eine Charge dieser Anzüge in Auftrag zu geben. Die Innovation stieß nicht nur bei Unternehmen in der Provinz Hubei, sondern auch bei zahlreichen führenden Textilfirmen im ganzen Land auf Interesse.

„Unsere Technologie des ‚Core-Wrapped Spinning‘ ist eine weltweit einzigartige und vielseitige Technik. Sie ist führend im Bereich hochtemperaturbeständiger Spezialbekleidung und hat einen Industriewert von über 2 Milliarden Yuan generiert“, sagte Professor Xia Zhigang, Leiter der Spinnforschungsgruppe im Team von Akademiemitglied Xu Weilin, am 19. Mai. Er erklärte, der Durchbruch in Basaltfaser Die Technologie für Feuerwehranzüge behebt nicht nur die Schutzlücken herkömmlicher Anzüge, sondern treibt auch die Textilmaterialwissenschaft und die Industrialisierung von Textilverarbeitungsanlagen maßgeblich voran und verändert so die internationale Wettbewerbslandschaft.

Eine Materialrevolution auslösen: Aus Stein werden „Drachenschuppenanzüge aus Basalt“

„Die Herausforderung bezüglich Basaltmaterialien Sie entstanden aus den Bedürfnissen der Industrie; unser Team reagierte aktiv auf diese Anforderungen, indem es gezielte wissenschaftliche Forschung betrieb.“

Im Jahr 2017 hörten Xia Zhigang und sein Team bei einem Besuch in zwei Unternehmen eine einhellige Bitte: Könnten anorganische Materialien – wie zum Beispiel Basalt – verwendet werden, um Fasern zu gewinnen, Garn zu spinnen und Stoffe zu weben, um das Leben von Feuerwehrleuten an vorderster Front zu schützen?

Basaltfasern bieten hervorragende Wärme- und elektrische Isolierung, Feuer- und Kältebeständigkeit sowie hohe Eigenschaften. Chemische Inertheit, Korrosionsbeständigkeit und niedrige Kosten sind Vorteile. Allerdings sind die Fasern starr und neigen zu Sprödbrüchen, was zerstörungsfreies Biegen und Verdrehen mit geringem Drehmoment während der Textilverarbeitung erschwert.

Angetrieben von der Mission, „in Hubei Wurzeln zu schlagen und sich der Produktionslinie zu verschreiben“, schlug Xia Zhigang vor: „Das ist eine globale Herausforderung – wollen wir es versuchen?“

Nach seiner Rückkehr ins Universitätslabor organisierte Xia Zhigang eine Forschungsgruppe und kooperierte mit Unternehmen der Faserspinnerei und Textilindustrie, um ein theoretisches Forschungsprojekt zur Innovation von Basaltmaterialien zu starten. Basaltfasern sind anorganische Fasern, die aus vulkanischem Basaltgestein gewonnen werden. Durch Innovationen in der technischen Ausrüstung und Verarbeitung sind sie ultrafein und flexibel geworden und behalten gleichzeitig ihre natürliche Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen und Korrosion.

Im Jahr 2021 schlossen sich das Forschungsteam und Industriepartner zusammen. Universitätslabore arbeiteten eng mit den Produktionslinien der Fabriken zusammen, um kontinuierliche Tests und Validierungen durchzuführen. Der Faserdurchmesser wurde von 12 und 10 Mikrometern auf nur noch 5 Mikrometer reduziert – ein Drittel der Dicke eines menschlichen Haares. Nach zehntausenden Drehmomenttests, wiederholten Berechnungen, experimentellen Validierungen und Optimierungen auf Basis von Feedback entwickelte das Team ein optimales Verfahren für „zerstörungsfreies, bidirektionales Verdrillen unter Fixierung“. Dadurch wurde sichergestellt, dass die Basaltfaser mit minimalem Drehmoment versponnen werden konnte, ohne beschädigt zu werden.

„Hautverträglichkeit – das war die größte Hürde für BasaltfasergewebeDer entscheidende Durchbruch des Teams liegt in der „Core-Wrap-Spinning“-Technologie: Weiche Stapelfasern werden um einen Basaltkernfaden gewickelt. Dieses Verfahren erhält die robuste Schutzwirkung des Basaltkerns und sorgt gleichzeitig für ein leichtes, weiches und hautfreundliches Tragegefühl. „Wir haben diese neue Technologie ‚zerstörungsfreie, drehmomentarme Vollwicklungs-Garnbildungstechnologie‘ genannt“, erklärt Xia Zhigang. Sein Team arbeitete über mehrere Jahre mit verschiedenen Unternehmen zusammen, um technische Herausforderungen zu meistern. So gelang es, starren Basalt zu Fasern zu verarbeiten, die feiner als ein menschliches Haar sind, und daraus „Basalt-Drachenschuppenanzüge“ zu weben, die Temperaturen von bis zu 1300 °C standhalten. Dieser Durchbruch behob nicht nur die Schutzlücken herkömmlicher Feuerwehrkleidung, sondern erzielte auch eine überlegene Leistung zu einem wettbewerbsfähigen Preis.

Vom Mond zum Einsatzort: Ein Feuerwehranzug verkörpert den „Gipfel menschlicher Technologie“

Die auf der Mondoberfläche präsentierte Nationalflagge erregte sofort weltweites Aufsehen. Im Jahr 2024 erstrahlte die „Mondnationalflagge“ der Raumsonde Chang’e-6 hell im Weltraum. Als weltweit erste Flagge aus Basaltfasern, die auf dem Mond gezeigt wurde, leistete sie einen wichtigen Beitrag zur materiellen Unterstützung der Tiefraummissionen meines Landes. Die für diese Flagge verwendete Basaltfaser-Spinntechnologie wurde vom Team um Professor Xia Zhigang an der Wuhan Textile University entwickelt.

Die von Professor Xias Team entwickelte Spinntechnologie dient heute nicht nur der Ausbildung von Studierenden und Industrietechnikern, sondern unterstützt auch bedeutende nationale Projekte und wurde in verschiedenen zivilen Sektoren erfolgreich kommerzialisiert, was ihr immenses Marktpotenzial unterstreicht. Experimente zeigten, dass herkömmlicher Baumwollstoff bei einer Einwirkung einer 1300 °C heißen Flamme für 10 Sekunden sofort entzündete und ein Aramid-Feuerwehranzug vollständig durchbrannte, während der feuerfeste Stoff aus Basaltfasern lediglich eine leichte Schwärzung aufwies.

Im Jahr 2025 arbeitete das Team entlang der gesamten Lieferkette mit zahlreichen inländischen Unternehmen zusammen, um die großflächige Produktion von Basalt-Verbundkernspinnfasern voranzutreiben und daraus Produkte wie Feuerwehranzüge, Stiefel, Schutzseile und Löschdecken herzustellen.

„Im Vergleich zu herkömmlichen Aramid-Feuerwehranzügen, Anzüge aus Basaltfasern Sie bieten überlegene Leistungskennzahlen: Sie halten Temperaturen bis zu 1.300 °C stand und arbeiten zuverlässig in einem Bereich von -200 °C bis 700 °C, wodurch ein kritischer technologischer Engpass effektiv behoben wird.“

Xia Zhigang stellte mit Stolz fest, dass es derzeit keine direkt vergleichbaren Produkte auf dem internationalen Markt gibt, was Chinas Aufstieg vom Nachzügler zum Marktführer in diesem Bereich markiert. Gleichzeitig arbeitet das Forschungsteam weiterhin mit Unternehmen an der Optimierung, um die Industrialisierung und Anwendung weiterer hochwertiger, innovativer Produkte voranzutreiben.

„Von der Erde bis zum Mond reichen die Anwendungsmöglichkeiten von Basaltfasern weit über Feuerwehranzüge hinaus“, sagte Xia Zhigang mit Blick in die Zukunft. Er erklärte, dass der Mond über riesige Mengen an Mondboden mit einer ähnlichen Struktur wie Basalt verfüge; zukünftig könnten Basaltfasergewebe zur Herstellung von Raumanzügen und zum Bau von Mondstationen verwendet werden und so die Menschheit bei der weiteren Erforschung des Mondes unterstützen.