Em janeiro de 2017, o relógio cronógrafo mecânico mais leve do mundo foi apresentado em Genebra, Suíça, apresentando desenvolvimento de composto inovador usando grafeno. Agora, a pesquisa por trás do projeto foi publicada. O relógio de engenharia de precisão exclusivo foi resultado da colaboração entre a Universidade de Manchester, Richard Mille Watches e McLaren Applied Technologies.

O relógio RM 50-03 foi feito usando um composto exclusivo que incorpora grafeno para fabricar uma nova caixa forte, mas leve, para abrigar o mecanismo do relógio, que pesava apenas 40 gramas no total, incluindo a correia.

A colaboração foi um exercício de excelência em engenharia, explorar os métodos de alinhar corretamente o grafeno dentro de um compósito para aproveitar ao máximo as propriedades superlativas dos materiais bidimensionais de rigidez e resistência mecânica, enquanto nega a necessidade de adição de outro, materiais mais pesados.

Agora, a pesquisa por trás deste relógio único foi publicada na revista Compósitos - Parte A:Ciência Aplicada e Fabricação . O trabalho foi realizado principalmente por um grupo de pesquisadores do National Graphene Institute da University of Manchester.

O líder do projeto, Professor Robert Young, disse:"Nesse trabalho, através da adição de apenas uma pequena quantidade de grafeno na matriz, as propriedades mecânicas de um compósito de fibra de carbono reforçado unidirecionalmente foram significativamente aprimoradas.

"Isso pode ter impacto futuro nas indústrias de engenharia de precisão, onde a força, rigidez e peso do produto são preocupações importantes, como aeroespacial e automotiva. "

A pequena quantidade de grafeno usada foi adicionada a um composto de fibra de carbono com o objetivo de melhorar a rigidez e reduzir o peso, exigindo o uso de menos material geral. Como o grafeno tem altos níveis de rigidez e resistência, seu uso como reforço em compósitos poliméricos mostra um enorme potencial de aumentar ainda mais as propriedades mecânicas dos compósitos.

Os resultados finais foram alcançados com apenas uma fração em peso de 2 por cento de grafeno adicionado à resina epóxi. O composto resultante com grafeno e fibra de carbono foi então analisado por testes de tração e os mecanismos foram revelados principalmente pelo uso de espectroscopia Raman e tomografias computadorizadas de raios-X.

Os benefícios desta pesquisa demonstram um método simples que pode ser incorporado aos processos industriais existentes, permitindo que as indústrias de engenharia se beneficiem das propriedades mecânicas do grafeno, como a fabricação de asas de avião ou a carroceria de carros de alto desempenho.

O grupo de pesquisa descobriu que, ao comparar com um espécime equivalente de fibra de carbono, a adição de grafeno melhorou significativamente a rigidez e resistência à tração. Isso ocorria quando o grafeno era disperso pelo material e alinhado na direção da fibra.

Dr. Zheling Li, um pesquisador associado da Universidade de Manchester, disse, "Este estudo apresenta uma forma de aumentar a rigidez axial e resistência de compósitos por métodos de processamento convencionais simples, e esclarecer os mecanismos que levam a esse reforço. "

Aurèle Vuilleumier, Gerente de P&D na Richard Mille, disse, “Este projeto é um exemplo perfeito de transferência de tecnologia da universidade para o produto. A parceria com a McLaren Applied Technologies permite uma ampla difusão de compósitos aprimorados com grafeno na indústria. Como um resultado tangível, um relógio recorde mundial leve e forte estava disponível para nossos clientes:o RM 50-03. "

Dr. Broderick Coburn, engenheiro sênior de projeto mecânico na McLaren Applied Technologies, disse, "O potencial do grafeno para melhorar as propriedades estruturais dos compósitos é conhecido e demonstrado em escala de laboratório há algum tempo. Esta aplicação, embora nicho, é um ótimo exemplo desses benefícios estruturais ao chegar a um material pré-impregnado, e então em um produto real. "