En enero de 2017, se presentó en Ginebra el reloj cronógrafo mecánico más ligero del mundo. Suiza, mostrando el desarrollo de compuestos innovadores mediante el uso de grafeno. Ahora se ha publicado la investigación detrás del proyecto. El exclusivo reloj diseñado con precisión fue el resultado de la colaboración entre la Universidad de Manchester, Richard Mille Watches y McLaren Applied Technologies.

El reloj RM 50-03 se fabricó utilizando un compuesto único que incorpora grafeno para fabricar una nueva caja resistente pero liviana para albergar el mecanismo del reloj. que pesaba solo 40 gramos en total, incluida la correa.

La colaboración fue un ejercicio de excelencia en ingeniería, explorar los métodos para alinear correctamente el grafeno dentro de un compuesto para aprovechar al máximo las propiedades superlativas de los materiales bidimensionales de rigidez mecánica y resistencia mientras se niega la necesidad de agregar otros, materiales más pesados.

Ahora, la investigación detrás de este reloj único se ha publicado en la revista Compuestos Parte A:Ciencia aplicada y fabricación . El trabajo fue realizado principalmente por un grupo de investigadores del Instituto Nacional de Grafeno de la Universidad de Manchester.

El líder del proyecto, el profesor Robert Young, dijo:"En este trabajo, mediante la adición de solo una pequeña cantidad de grafeno en la matriz, Las propiedades mecánicas de un compuesto de fibra de carbono reforzado unidireccionalmente se han mejorado significativamente.

"Esto podría tener un impacto futuro en las industrias de ingeniería de precisión donde la fuerza, la rigidez y el peso del producto son preocupaciones clave en la industria aeroespacial y automotriz ".

La pequeña cantidad de grafeno utilizada se agregó a un compuesto de fibra de carbono con el objetivo de mejorar la rigidez y reducir el peso al requerir el uso de menos material en general. Dado que el grafeno tiene altos niveles de rigidez y resistencia, su uso como refuerzo en compuestos poliméricos muestra un enorme potencial para mejorar aún más las propiedades mecánicas de los compuestos.

Los resultados finales se lograron con solo una fracción en peso del 2 por ciento de grafeno agregado a la resina epoxi. El compuesto resultante con grafeno y fibra de carbono se analizó luego mediante pruebas de tracción y los mecanismos se revelaron principalmente mediante el uso de espectroscopía Raman y tomografías computarizadas de rayos X.

Los beneficios de esta investigación demuestran un método simple que se puede incorporar a los procesos industriales existentes, permitiendo que las industrias de la ingeniería se beneficien de las propiedades mecánicas del grafeno, como la fabricación de alas de avión o la carrocería de automóviles de alto rendimiento.

El grupo de investigación descubrió que al compararlo con una muestra equivalente de fibra de carbono, la adición de grafeno mejoró significativamente la rigidez y la resistencia a la tracción. Esto ocurrió cuando el grafeno se dispersó a través del material y se alineó en la dirección de la fibra.

Dr. Zheling Li, un investigador asociado de la Universidad de Manchester, dijo, "Este estudio presenta una forma de aumentar la rigidez axial y la resistencia de los compuestos mediante métodos de procesamiento convencionales simples, y aclarar los mecanismos que conducen a este refuerzo ".

Aurèle Vuilleumier, Gerente de I + D en Richard Mille, dijo, "Este proyecto es un ejemplo perfecto de transferencia de tecnología de la universidad al producto. La asociación con McLaren Applied Technologies permite una amplia difusión de compuestos mejorados con grafeno en la industria. Como resultado tangible, Nuestros clientes disponían de un reloj récord mundial, ligero y resistente:el RM 50-03 ".

Dr. Broderick Coburn, ingeniero senior de diseño mecánico en McLaren Applied Technologies, dijo, "El potencial del grafeno para mejorar las propiedades estructurales de los compuestos se conoce y se demuestra a escala de laboratorio desde hace algún tiempo. Esta aplicación, aunque nicho, es un gran ejemplo de esos beneficios estructurales que se trasladan a un material preimpregnado, y luego en un producto real ".