La bandera nacional china que lleva la sonda Chang'e-6 se despliega en el lado oculto de la Luna, el 4 de junio. (Fotografía de la Administración Nacional del Espacio de China)
Por Yuan Taoxiong y Zhang Tengyang, Diario del Pueblo
El 4 de junio de este año, una bandera nacional que llevaba la sonda Chang'e-6 de China se desplegó en la cara oculta de la Luna, convirtiéndose en la primera bandera nacional de cualquier nación en ser exhibida en la cara oculta de la Luna.
La bandera pesa sólo 11,3 gramos, más ligera que dos monedas de 1 yuan. Los hilos utilizados en ella se fabricaron a partir de un nuevo material de alto rendimiento llamado fibra de basalto. La fibra se produjo triturando rocas de basalto naturales, fundiéndolas y luego transformándolas en fibras. Estas fibras tienen sólo 1/3 del diámetro de un cabello humano. "La fibra de basalto es ligera, fuerte, resistente a la corrosión y respetuosa con el medio ambiente, con una baja huella de carbono. Puede soportar temperaturas que van desde los -269 a los 700 grados Celsius, lo que resalta aún más su valor único", dijo Liu Jiaqi, académico de la Academia China de Ciencias (CAS) y ex director del Instituto de Geología y Geofísica de la CAS.
Según Liu, las rocas de basalto, en su forma natural, tienen forma de columna, aproximadamente tan altas como una persona. "Son abundantes en China", dijo.
Los depósitos de basalto varían significativamente, lo que dificulta la homogeneización de la materia prima para la producción de fibra. Durante más de una década, Zhu Zhaochun, director de una empresa minera de basalto en el condado Yuxian, ha estado trabajando para abordar este desafío técnico y mejorar la homogeneización de la materia prima.
El basalto utilizado para la bandera que lleva la sonda Chang'e-6 se obtuvo de la empresa de Zhu. La empresa procesa anualmente unas 100.000 toneladas de basalto, pero sólo una décima parte de esa cantidad se puede utilizar para producir fibra de basalto. El precio medio de este basalto de alta calidad es de 600 yuanes (84,25 dólares) por tonelada, tres veces el precio del basalto utilizado para la construcción de carreteras.
¿Cómo se convierten las rocas en fibra?
Tras viajar unos 1.000 kilómetros al sur desde el condado Yuxian, los reporteros de Diario del Pueblo llegaron a Xiangyang, provincia de Hubei, donde se encuentra Huierjie New Material Technology Co., Ltd. (Huierjie), la empresa que produjo la fibra de basalto que aparece en la bandera nacional que lleva el Chang'e-6.
En el horno, las rocas de basalto se funden en lava a altas temperaturas que van de los 1.450 a los 1.500 grados Celsius. A continuación, la lava se extrae a través de un casquillo de aleación de platino y rodio, donde las máquinas de trefilado de alta velocidad la convierten en cientos de hilos finos de color marrón dorado, que se enrollan en hebras.
El control de la temperatura es un desafío técnico clave en el proceso de trefilado de la fibra de basalto. Después de años de desarrollo tecnológico, Huierjie ahora puede producir fibra de basalto con un diámetro de solo 5 micrones, y cada fibra puede trefilarse hasta una longitud de decenas de miles de metros.
Un ejecutivo de la empresa le dijo a Diario del Pueblo que la fibra de basalto estándar se vende a 15.000 yuanes por tonelada, mientras que el nuevo producto de fibra de basalto de 5 micrones tiene un precio de 60.000 a 70.000 yuanes por tonelada.
La fibra de basalto tiene excelentes propiedades de aislamiento y resistencia a la radiación, pero como es una fibra inorgánica, tiene una superficie lisa y es quebradiza, lo que dificulta su tejido. Para abordar esto, Wuhan Yudahua Textile and Garment Group Co., Ltd. (Yudahua) colaboró con la Universidad Textil de Wuhan para estudiar cómo se podría mezclar la fibra de basalto con fibra de viscosa y otros materiales, superando varios desafíos clave en la producción de hilo fino de basalto.
Después de entregar un prototipo de la bandera nacional en la sonda Chang'e-6 en octubre de 2023, el equipo de investigación comenzó a buscar formas de llevar sus logros tecnológicos al mercado, con el objetivo de seguir avanzando en la industria de las fibras de alto rendimiento.
Yudahua desarrolló un tejido de fibra de basalto ignífugo y resistente a altas temperaturas. El material se siente como un denim de algodón puro, pero cuando se expone a una llama abierta, no se quema.
"La fibra de basalto está atrayendo la atención no solo en la industria textil, sino también en los campos de la automoción, la aeroespacial y la medicina", dijo Cao Genyang, profesor de la Universidad Textil de Wuhan y miembro del equipo de desarrollo de la bandera nacional que porta la sonda Chang'e-6.
Las aplicaciones potenciales de la fibra de basalto se están expandiendo. En el mar, las jaulas de red marinas hechas del material utilizado en las granjas de ostras ecológicas pueden soportar tifones de hasta fuerza 12; en el vasto desierto, la fibra de basalto se convierte en palas de turbinas eólicas y soportes fotovoltaicos para hacerlos más resistentes. Además, la fibra de basalto también se utiliza para fabricar barras de refuerzo compuestas y capas protectoras para cables.
En abril de este año, el principal fabricante de automóviles de China, FAW Group, lanzó un nuevo modelo de vehículo con componentes interiores fabricados con compuestos de fibra de basalto. Estos materiales reducen el peso de los componentes en más de un 20%, manteniendo su rendimiento original y ofreciendo el beneficio adicional de un bajo olor.
Los expertos de la industria estimaron que para 2030, la demanda de fibra de basalto del sector automotriz podría alcanzar las 320.000 toneladas, con un valor de producción de 8.400 millones de yuanes, lo que potencialmente respaldaría un mercado de piezas de recambio de más de 47.000 millones de yuanes.
Hoy, China se ha convertido en el mayor productor de fibra de basalto del mundo. En 2023, la producción de fibra de basalto de China alcanzó aproximadamente las 30.000 toneladas, lo que representa alrededor del 75% de la producción mundial, con 9.000 toneladas exportadas. En septiembre de 2023, se habían presentado más de 13.000 solicitudes de patentes de fibra de basalto en todo el mundo, de las cuales más de 8.600, o el 66%, procedían de China.
La innovación no tiene límites. En un laboratorio de fibras extraterrestres de la Universidad de Donghua en Shanghai, se están extrayendo fibras en condiciones lunares simuladas (sin oxígeno, en microgravedad y a baja presión) utilizando muestras de suelo lunar traídas por la misión Chang'e-5.
"El suelo lunar y el basalto tienen composiciones químicas similares. Al adaptar las técnicas de producción de fibra de basalto, las fibras extraídas del suelo lunar podrían convertirse en materiales de construcción para futuras bases lunares, satisfaciendo las necesidades de utilización de recursos in situ", dijo Zhu Meifang, académico de la CAS y decano de la Facultad de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad de Donghua.
La foto muestra una mina de basalto en el condado Yuxian. (Foto de Geng Hui)
Un empleado trabaja en un taller de una empresa de tecnología de fibra de basalto en la provincia de Sichuan, en el suroeste de China. (Foto de Deng Liangkui/Diario del Pueblo digital)
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