Ramanův mikroskop pomáhá při vývoji nejlehčích hodin

Přesné hodinky RM 50-03 byly výsledkem spolupráce mezi University of Manchester a společnostmi Richard Mille Watches a McLaren Applied Technologies. Jejich hmotnost včetně pásku je pouhých 40 gramů. Tělo, v němž je umístěn samotný chronometr, je vyroben z jedinečného kompozitu obsahujícího grafen, který materiálu dodává vysokou pevnost, ale současně nízkou hmotnost.

Práci provedla skupina výzkumných pracovníků na National Graphene Institute při Manchesterské univerzitě. Výzkum kolem unikátních hodinek byl publikován v časopise Composites Part A: Applied Science and Manufacturing. Stanovení rozložení a orientace grafenu v kompozitech proběhlo pomocí Ramanova mikroskopu Renishaw inVia.

Spolupráce byla příkladem špičkové inženýrské práce s cílem využít jedinečných vlastností tohoto materiálu, jako např. mechanické tuhosti a pevnosti v dvourozměrném materiálu a zároveň eliminovat potřebu dodávání dalších materiálů. Profesor Robert Young, který vedl výzkum, uvedl: „V této práci byly díky přidání malého množství grafenu do matrice podstatně posíleny mechanické vlastnosti jednosměrně vyztuženého kompozitu uhlíkových vláken. To může mít budoucí dopad na ty obory přesného strojírenství, kde se sleduje pevnost, tuhost a hmotnost produktu, např. v letectví a automobilovém průmyslu."

Grafen vykazuje obrovský potenciál pro další zlepšení mechanických vlastností kompozitů

Konečné výsledky byly dosaženy pouze s dvouprocentní hmotnostní frakcí grafenu přidaného do epoxidové pryskyřice. Výsledný kompozit byl potom analyzován zkouškou v tahu, Ramanovou spektroskopií a rentgenovým CT snímáním.

Tento výzkum demonstruje jednoduchou metodu, kterou lze grafen zabudovat do stávajících průmyslových procesů. Umožňuje strojírenskému průmyslu využívat mechanických vlastností grafenu v aplikacích, jako je výroba křídel letadel nebo karosářské práce vysokovýkonných automobilů. Výzkumná skupina zjistila, že přidání grafenu při porovnání s vzorkem ekvivalentním uhlíkovému vláknu výrazně zlepšilo tuhost a pevnost v tahu. K tomu došlo, když byl grafen rozptylován v materiálu a vyrovnán ve směru vláken.

„O potenciálu grafenu pro posilování strukturálních vlastností kompozitů se už ví nějaký čas a byl v laboratořích mnohokrát demonstrován. Tato aplikace, i když je jen okrajová, je dokonalým příkladem strukturálních benefitů, jichž lze dosáhnout pomoci

PREPREG materiálu a nakonec je přenést do konkrétního výrobku,“ řekl Broderic Coburn, vedoucí inženýr mechanického designu v McLaren Applied Technologies.