Yuan Taoxiong e Zhang Tengyang, Diário do Povo
Bandeira nacional chinesa carregada pelo rover da sonda Chang'e-6 no lado distante da lua, em 4 de junho. (Foto: Administração Espacial Nacional da China)
Em 4 de junho de 2024, uma bandeira nacional carregada pelo rover da sonda Chang'e-6 da China foi desfraldada no lado oculto da lua, tornando-se a primeira bandeira nacional de qualquer nação a ser ali colocada.
A bandeira tinha um peso de apenas 11,3 gramas - mais leve do que duas moedas de 1 yuan. Os fios usados na sua manufatura foram feitos de um novo material de alto desempenho chamado fibra de basalto.
A fibra foi produzida esmagando rochas de basalto naturais, derretendo-as e, em seguida, transformando-as em fibras. Essas fibras têm apenas 1/3 do diâmetro de um fio de cabelo humano.
"A fibra de basalto é leve, forte, resistente à corrosão e ecologicamente sustentável, com baixa pegada de carbono. Ela pode suportar temperaturas que variam de -269 a 700 graus Celsius, o que destaca ainda mais seu valor único", disse Liu Jiaqi, acadêmico da Academia Chinesa de Ciências (CAS) e ex-diretor do Instituto de Geologia e Geofísica da CAS.
De acordo com Liu, as rochas de basalto, em sua forma natural, têm um formato colunar, aproximadamente da altura de uma pessoa. "Elas são abundantes na China", afirmou ele.
Os depósitos de basalto variam significativamente, tornando desafiador a homogeneização da matéria-prima para a produção de fibras. Por mais de uma década, Zhu Zhaochun, chefe de uma empresa de mineração de basalto no condado de Yuxian, tem trabalhado para enfrentar esse desafio técnico e melhorar a homogeneização das matérias-primas.
O basalto usado na bandeira carregada pela sonda Chang'e-6 foi obtido na empresa de Zhu. A empresa processa cerca de 100.000 toneladas de basalto anualmente, mas apenas 1/10 disso pode ser usado para produzir fibra de basalto. O preço médio desse basalto de alta qualidade é de 600 yuans (US$ 84,25) por tonelada, três vezes o preço do basalto usado na construção de estradas.
Viajando cerca de 1.000 quilômetros ao sul do condado de Yuxian, os repórteres do Diário do Povo chegaram a Xiangyang, na província de Hubei, onde está localizada a Huierjie New Material Technology Co., Ltd. (Huierjie), a empresa que produziu a fibra de basalto na bandeira nacional carregada pelo Chang'e-6.
No forno, as rochas de basalto são derretidas em lava em altas temperaturas que variam de 1.450 a 1.500 graus Celsius. A lava é então extraída por uma bucha de liga de platina-ródio, onde máquinas de trefilação de alta velocidade a puxam em centenas de fios finos marrom-dourados, que são enrolados em fios.
O controle de temperatura é um desafio técnico fundamental no processo de trefilação de fibras de basalto. Após anos de desenvolvimento tecnológico, a Huierjie pode agora produzir fibra de basalto com um diâmetro de apenas 5 mícrons. Cada fibra pode ser esticada até um comprimento de dezenas de milhares de metros.
Um executivo da empresa disse ao Diário do Povo que a fibra de basalto padrão é vendida por 15.000 yuans por tonelada, enquanto o novo produto de fibra de basalto de 5 mícrons tem um preço de 60.000 a 70.000 yuans por unidade.
A fibra de basalto tem excelentes propriedades de isolamento e resistência à radiação, mas como uma fibra inorgânica, tem uma superfície lisa e quebradiça, o que a torna difícil de tecer. Para resolver isso, a Wuhan Yudahua Textile and Garment Group Co., Ltd. (Yudahua) colaborou com a Wuhan Textile University para estudar como a fibra de basalto poderia ser misturada com outros materiais, superando vários desafios importantes na produção de fios finos de basalto.
Após entregar um protótipo da bandeira nacional na sonda Chang'e-6 em outubro de 2023, a equipe de pesquisa começou a buscar formas de levar suas conquistas tecnológicas ao mercado, visando avançar ainda mais a indústria de fibras de alto desempenho.
A Yudahua desenvolveu um tecido de fibra de basalto retardante de chamas e resistente a altas temperaturas. O material assemelha-se a jeans de algodão puro, mas quando exposto a uma chama aberta, não queima.
"A fibra de basalto está atraindo atenção não apenas na indústria têxtil, mas também nos setores automotivo, aeroespacial e médico", disse Cao Genyang, professor da Universidade Têxtil de Wuhan e membro da equipe de desenvolvimento da bandeira nacional carregada pela sonda Chang'e-6.
As aplicações potenciais da fibra de basalto estão se expandindo. No mar, gaiolas de rede marinhas feitas do material usado em fazendas de ostras ecológicas podem suportar tufões de até nível 12; no vasto deserto, a fibra de basalto é transformada em pás de turbinas eólicas e suportes fotovoltaicos para torná-los mais duráveis. Além disso, a fibra de basalto é também transformada em vergalhões compostos e camadas protetoras para cabos.
Em abril deste ano, a principal montadora chinesa FAW Group lançou um novo modelo de veículo com componentes internos compostos de fibra de basalto. Esses materiais reduzem o peso dos componentes em mais de 20%, mantendo seu desempenho original e oferecendo o benefício adicional de baixo odor.
Especialistas da indústria estimaram que até 2030, a demanda do setor automotivo por fibra de basalto pode chegar a 320.000 toneladas, com um valor de produção de 8,4 bilhões de yuans, potencialmente apoiando um mercado de peças downstream no valor de mais de 47 bilhões de yuans.
Hoje, a China se tornou o maior produtor de fibra de basalto do mundo. Em 2023, a produção de fibra de basalto da China atingiu aproximadamente 30.000 toneladas, respondendo por cerca de 75% da produção global, com 9.000 toneladas exportadas. Em setembro de 2023, mais de 13.000 pedidos de patentes de fibra de basalto foram registrados globalmente, mais de 8.600, ou 66%, eram da China.
A inovação não conhece limites. Em um laboratório de fibras extraterrestres da Universidade Donghua em Shanghai, as fibras estão sendo desenhadas sob condições lunares simuladas - sem oxigênio, em microgravidade e em baixa pressão - usando amostras de solo lunar trazidas pela missão Chang'e-5.
"O solo lunar e o basalto têm composições químicas semelhantes. Ao adaptar técnicas de produção de fibras de basalto, as fibras extraídas do solo lunar podem se tornar materiais de construção para futuras bases lunares, atendendo às necessidades de utilização de recursos in situ", disse Zhu Meifang, acadêmico do CAS e reitor da Faculdade de Ciências e Engenharia de Materiais da Universidade Donghua.
