La investigación detrás del reloj de grafeno más ligero del mundo ha sido revelada

Última Actualización en: septiembre 6, 2018

En enero de 2017 se presentó en Ginebra, Suiza, el reloj de cronógrafo mecánico más ligero del mundo, fabricado con un innovador material compuesto mejorado con grafito. Ahora, la investigación detrás del proyecto ha sido publicada. Este reloj único 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 crear una caja fuerte pero ligera que contiene el mecanismo del reloj, que pesaba alrededor de 40 gramos en total, incluyendo la correa. La colaboración exploró los métodos de alinear correctamente el grafeno dentro de un compuesto para aprovechar al máximo las propiedades superlativas de rigidez y resistencia mecánica del material, al tiempo que se eliminaba la necesidad de añadir otros materiales más pesados.

Ahora, la investigación detrás de este reloj único ha sido publicada en la revista Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. El trabajo fue realizado principalmente por un grupo de investigadores del Instituto Nacional de Grafeno de la Universidad de Manchester.

El jefe del proyecto, el profesor Robert Young, dijo: “En este trabajo, mediante la adición de sólo 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 resistencia, la rigidez y el peso del producto son preocupaciones clave, como la aeroespacial y la automotriz”.

La pequeña cantidad de grafeno utilizada se añadió 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 sólo un 2% de peso de grafeno añadido a la resina epoxi. El compuesto resultante con grafeno y fibra de carbono se analizó mediante ensayos de tracción y los mecanismos se revelaron principalmente utilizando espectroscopia Raman y tomografías computarizadas de rayos X.

Los beneficios de esta investigación demuestran un método sencillo que puede incorporarse a los procesos industriales existentes, permitiendo a las industrias de ingeniería beneficiarse de las propiedades mecánicas del grafeno, como la fabricación de alas de aviones o el trabajo de carrocería de coches de alto rendimiento.

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

El Dr. Zheling Li, investigador asociado de la Universidad de Manchester, dijo: “Este estudio presenta una forma de aumentar la rigidez axial y la resistencia de los materiales compuestos mediante métodos de procesamiento convencionales sencillos, y clarificar los mecanismos que conducen a este refuerzo”.

Aurèle Vuilleumier, directora de I+D de Richard Mille, ha declarado: “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 los compuestos mejorados con gráficos en la industria. Como resultado tangible, un récord mundial de luz y robustez estaba disponible para nuestros clientes: el RM 50-03”.

El Dr. Broderick Coburn, ingeniero superior de diseño mecánico de McLaren Applied Technologies, dijo: “El potencial del grafeno para mejorar las propiedades estructurales de los compuestos ha sido conocido y demostrado a escala de laboratorio desde hace algún tiempo. Esta aplicación, aunque es un nicho, es un gran ejemplo de esos beneficios estructurales que llegan hasta un material preimpregnado y luego hasta un producto real”.

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