En janvier 2017, la montre chronographe mécanique la plus légère au monde a été dévoilée à Genève, La Suisse, présentant le développement de composites innovants à l'aide de graphène. Maintenant, la recherche derrière le projet a été publiée. Cette montre de précision unique est le résultat d'une collaboration entre l'Université de Manchester, Montres Richard Mille et McLaren Applied Technologies.

La montre RM 50-03 a été fabriquée à l'aide d'un composite unique incorporant du graphène pour fabriquer un nouveau boîtier solide mais léger pour abriter le mécanisme de la montre, qui ne pesait que 40 grammes au total, y compris la sangle.

La collaboration était un exercice d'excellence en ingénierie, explorer les méthodes d'alignement correct du graphène au sein d'un composite pour tirer le meilleur parti des propriétés superlatives des matériaux bidimensionnels de rigidité et de résistance mécanique tout en supprimant le besoin d'en ajouter d'autres, matériaux plus lourds.

Maintenant, la recherche derrière cette montre unique a été publiée dans la revue Composites Partie A :Sciences appliquées et fabrication . Le travail a été principalement effectué par un groupe de chercheurs du National Graphene Institute de l'Université de Manchester.

Le chef de projet, le professeur Robert Young, a déclaré :"Dans ce travail, par l'ajout de seulement une petite quantité de graphène dans la matrice, les propriétés mécaniques d'un composite de fibre de carbone renforcé de manière unidirectionnelle ont été considérablement améliorées.

« Cela pourrait avoir un impact futur sur les industries de l'ingénierie de précision où la force, la rigidité et le poids du produit sont des préoccupations clés telles que l'aérospatiale et l'automobile."

La petite quantité de graphène utilisée a été ajoutée à un composite en fibre de carbone dans le but d'améliorer la rigidité et de réduire le poids en nécessitant l'utilisation de moins de matériau global. Étant donné que le graphène a des niveaux élevés de rigidité et de résistance, son utilisation comme renfort dans les composites polymères montre un énorme potentiel d'amélioration des propriétés mécaniques des composites.

Les résultats finaux ont été obtenus avec seulement une fraction en poids de 2% de graphène ajouté à la résine époxy. Le composite résultant avec du graphène et de la fibre de carbone a ensuite été analysé par des essais de traction et les mécanismes ont été révélés principalement en utilisant la spectroscopie Raman et les tomodensitogrammes aux rayons X.

Les bénéfices de cette recherche démontrent une méthode simple qui peut être intégrée dans des processus industriels existants, permettant aux industries mécaniques de bénéficier des propriétés mécaniques du graphène, comme la fabrication d'ailes d'avion ou la carrosserie de voitures performantes.

Le groupe de recherche a découvert qu'en comparant avec un spécimen équivalent en fibre de carbone, l'ajout de graphène a considérablement amélioré la rigidité et la résistance à la traction. Cela s'est produit lorsque le graphène a été dispersé à travers le matériau et aligné dans le sens des fibres.

Dr Zheling Li, un associé de recherche de l'Université de Manchester, mentionné, "Cette étude présente un moyen d'augmenter la rigidité axiale et la résistance des composites par des méthodes de traitement conventionnelles simples, et clarifier les mécanismes qui conduisent à ce renforcement.

Aurèle Vuilleumier, Responsable R&D chez Richard Mille, mentionné, « Ce projet est un parfait exemple de transfert de technologie de l'université au produit. Le partenariat avec McLaren Applied Technologies permet une large diffusion des composites améliorés au graphène dans l'industrie. Comme résultat tangible, une montre record du monde légère et résistante était disponible pour nos clients :la RM 50-03."

Dr Broderick Coburn, ingénieur principal en conception mécanique chez McLaren Applied Technologies, mentionné, "Le potentiel du graphène pour améliorer les propriétés structurelles des composites est connu et démontré à l'échelle du laboratoire depuis un certain temps déjà. Cette application, bien que niche, est un excellent exemple de ces avantages structurels qui se transforment en un matériau préimprégné, puis en un produit réel."