Resiste a 1300 °C senza bruciarsi! Una tuta antincendio tessuta con roccia vulcanica: costo inferiore, protezione superiore.
Recentemente, dopo anni di superamento di ostacoli tecnici, l'Università tessile di Wuhan è riuscita a disegnare con successo Basalto in fibre più sottili di un capello umano e intrecciate per creare "tute in scaglie di drago di basalto" capaci di resistere a temperature di 1300 °C. Questa innovazione, che ha attirato l'attenzione delle principali aziende tessili, non solo risolve le carenze protettive delle tradizionali tute antincendio, ma offre anche prestazioni superiori a un costo inferiore. I rappresentanti del Dipartimento dei Vigili del Fuoco di Wuhan hanno recentemente visitato l'università per commissionare un lotto di queste tute. L'innovazione ha suscitato interesse non solo tra le imprese locali dell'Hubei, ma anche tra numerose importanti aziende tessili di tutto il paese.
"La nostra tecnologia 'Core-Wrapped Spinning' è una tecnica versatile e originale a livello globale. Si distingue nel campo dell'abbigliamento specializzato resistente alle alte temperature e ha generato oltre 2 miliardi di yuan di valore industriale", ha dichiarato il professor Xia Zhigang, capo del gruppo di ricerca sulla filatura sotto il team dell'accademico Xu Weilin, il 19 maggio. Ha spiegato che la svolta in Fibra di basalto La tecnologia delle tute antincendio non solo risolve i limiti di protezione delle tute convenzionali, ma fa anche progredire in modo significativo la scienza dei materiali tessili e l'industrializzazione delle attrezzature per la lavorazione tessile, cambiando il panorama della competizione internazionale.
Dare il via a una rivoluzione dei materiali: trasformare la pietra in "tute di basalto a scaglie di drago"
"La sfida riguarda materiali basaltici Nate dalle esigenze del settore, il nostro team ha risposto attivamente a queste richieste intraprendendo una ricerca scientifica specifica."
Nel 2017, durante una visita a due aziende, Xia Zhigang e il suo team hanno ricevuto una richiesta unanime: i materiali inorganici, come il basalto, potrebbero essere utilizzati per estrarre fibre, filare filati e tessere tessuti al fine di proteggere la vita dei vigili del fuoco in prima linea?
La fibra di basalto offre un eccellente isolamento termico ed elettrico, resistenza al fuoco e al freddo, elevata Chimica Inerzia chimica, resistenza alla corrosione e basso costo. Tuttavia, le fibre sono rigide e soggette a frattura fragile, il che rende difficile controllare la piegatura e la torsione non distruttive a bassa coppia durante la lavorazione tessile.
Spinto dalla missione di "mettere radici nell'Hubei e rimanere fedele alla linea di produzione", Xia Zhigang ha proposto: "Questa è una sfida globale: proviamoci?"
Al suo ritorno al laboratorio universitario, Xia Zhigang ha organizzato un gruppo di ricerca e ha collaborato con aziende di filatura e tessili per avviare un'iniziativa di ricerca teorica incentrata sull'innovazione dei materiali a base di basalto. La fibra di basalto è una fibra inorganica derivata dalla roccia vulcanica basaltica. Grazie alle innovazioni nelle attrezzature e nei processi tecnici, è diventata ultrafine e flessibile, pur mantenendo la sua naturale resistenza alle alte temperature e alla corrosione.
Nel 2021, il team di ricerca e i partner industriali hanno unito le forze; i laboratori universitari hanno collaborato a stretto contatto con le linee di produzione della fabbrica per condurre test e validazioni continue. Il diametro della fibra è stato ridotto da 12 micron e 10 micron a soli 5 micron, un terzo dello spessore di un capello umano. Dopo decine di migliaia di test di coppia, calcoli ripetuti, validazioni sperimentali e ottimizzazione basata sul feedback, il team ha finalizzato un processo ottimale per la "torsione bidirezionale non distruttiva con confinamento". Ciò ha garantito che la fibra di basalto potesse essere filata con una coppia minima rimanendo intatta.
"La delicatezza sulla pelle: questo è stato l'ostacolo più difficile per tessuti in fibra di basaltoLa svolta fondamentale del team risiede nella tecnologia di "filatura a nucleo avvolto": fibre morbide vengono attorcigliate attorno a un filamento centrale di basalto. Questo approccio mantiene il nucleo protettivo "robusto" della fibra di basalto, offrendo al contempo un'esperienza di utilizzo leggera, morbida e delicata sulla pelle. "Abbiamo chiamato questa nuova tecnologia 'tecnologia di formazione del filato a avvolgimento completo non distruttiva e a bassa coppia'", spiega Xia Zhigang. Il suo team ha collaborato con diverse aziende per diversi anni per superare le sfide tecniche, trasformando il basalto rigido in fibre più sottili di un capello umano e intrecciandole in "tute in scaglie di drago di basalto" in grado di resistere a temperature di 1.300 °C. Questa innovazione non solo ha risolto le carenze protettive delle tradizionali attrezzature antincendio, ma ha anche raggiunto prestazioni superiori a un costo competitivo.
Dalla Luna al campo di battaglia: una tuta antincendio incarna il "culmine della tecnologia umana".
La bandiera nazionale esposta sulla superficie lunare ha catturato l'attenzione del mondo in un istante... Nel 2024, la "bandiera nazionale lunare" Chang'e-6 ha brillato nello spazio. Essendo la prima bandiera al mondo in fibra di basalto ad essere esposta sulla Luna, ha fornito un supporto materiale fondamentale per le missioni di esplorazione dello spazio profondo del mio paese. La tecnologia di filatura della fibra di basalto utilizzata per questa bandiera è stata sviluppata dal team del professor Xia Zhigang presso l'Università Tessile di Wuhan.
Oggi, la tecnologia di filatura sviluppata dal team del professor Xia non solo forma studenti e tecnici del settore, ma supporta anche importanti progetti nazionali ed è stata commercializzata con successo in diversi settori civili, dimostrando un immenso potenziale di mercato. Gli esperimenti hanno dimostrato che, se esposto a una fiamma di una torcia a 1300 °C per 10 secondi, il tessuto di cotone tradizionale si incendiava all'istante e una tuta antincendio in aramide veniva completamente bruciata, mentre il tessuto ignifugo in fibra di basalto mostrava solo un leggero annerimento.
Nel 2025, il team ha collaborato lungo l'intera catena di fornitura con numerose imprese nazionali per promuovere la produzione su larga scala di filati compositi di basalto con anima in fibra, realizzando prodotti come tute antincendio, stivali, corde di protezione e coperte antincendio.
"Rispetto alle tradizionali tute antincendio in aramide, tute in fibra di basalto Offrono prestazioni superiori: resistono a temperature fino a 1.300 °C e funzionano in modo affidabile in un intervallo compreso tra -200 °C e 700 °C, risolvendo efficacemente un collo di bottiglia tecnologico critico."
Xia Zhigang ha osservato con orgoglio che attualmente non esistono prodotti direttamente comparabili sul mercato internazionale, a testimonianza del passaggio della Cina da paese influente a leader in questo settore. Nel frattempo, il team di ricerca continua a collaborare con le imprese per un'ulteriore ottimizzazione, promuovendo l'industrializzazione e l'applicazione di prodotti innovativi di qualità superiore.
"Dalla Terra alla Luna, le prospettive di applicazione della fibra di basalto si estendono ben oltre le tute antincendio", ha affermato Xia Zhigang, guardando al futuro. Ha spiegato che la Luna possiede enormi quantità di suolo lunare con una composizione strutturale simile al basalto; in futuro, i tessuti in fibra di basalto potrebbero essere utilizzati per la produzione di tute spaziali e per facilitare le costruzioni lunari, aiutando l'umanità nell'ulteriore esplorazione lunare.
