Научной фантастики больше нет. Вот как нанотехнологии расширяют границы производства высококачественных часов

Затем появилось балансовое колесо, обеспечивающее правильное отсчет времени, изобретенное в середине 17 века голландским математиком и всезнайкой Христианом Гюйгенсом. И, конечно же, любой достойный коллекционер знает о турбийоне Абрахама-Луи Бреге, который вращает механизм часов, чтобы противостоять негативному эффекту земной гравитации.

Tag Heuer создает волосковые пружины, используя силиконовые пластины и атомы железа.

С тех пор многое изменилось: усовершенствованные материалы и методы позволили повысить миниатюризацию, точность и надежность. Теперь еще одна волна инноваций захлестнула сферу часового производства: нанотехнологии, изучение и манипулирование материей на почти атомном уровне для создания новых структур и материалов.

В течение многих лет академическое сообщество прыгало вверх и вниз от волнения по поводу того, как эту науку можно применить во многих отраслях – от здравоохранения до возобновляемых источников энергии.

Hermès Cape Cod Crépuscule с характерным 3D-циферблатом, созданным дизайнером и художником Тхань Фонг Ле.

Теперь часовщики начинают обращать на это внимание: Hermès включил нанотехнологии в свои новинки 2023 года. Crepuscule (по-французски «сумерки») — это новая версия легендарных часов бренда Cape Cod. Циферблат, разработанный художником Тхань Фонг Ле, украшен задумчивым графическим произведением, изображающим заходящее солнце, отражающееся в воде.

Один из ведущих швейцарских экспертов по кремнию, Швейцарский центр электроники и микротехнологий, получил заказ на изготовление циферблата с использованием кремниевой пластины толщиной всего 0,5 мм. Чтобы достичь интенсивности цвета, требуемой домом, была использована нанотехнологическая процедура, называемая фотолитографией, для переноса мотива Фонг Ле на кремний, который затем был покрыт желтым золотом.

Tag Heuer также экспериментирует с нанотехнологиями и запатентовала пружину из углеродного композита, которая состоит из скрученных листов, каждый из которых состоит из одного слоя атомов углерода. Волосковая пружина прикреплена к балансовому колесу часов и помогает механическим часам сохранять точное время. «Наша пружина лежит в основе наших механизмов», — говорит Эммануэль Дюпа, директор института Tag Heuer. «Мы разработали собственную пружину на основе каркаса из углеродных нанотрубок, наполненного аморфным углеродом. Углеродные нанотрубки имеют чрезвычайно узкий диаметр, но могут быть очень длинными».

Такие наноматериалы и структуры часто обладают превосходными механическими свойствами. «Представьте себе густой лес, где все деревья представляют собой нанотрубки», — говорит Дюпа. «Мы свариваем нанотрубки вместе, заполняя промежутки между ними аморфным углеродом». Это повышает износостойкость и прочность пружины, сохраняя при этом ее чрезвычайно легкую и защищенную от магнетизма.

«Самая большая проблема, влияющая на хронометраж, — это воздействие магнитных полей», — объясняет Дюпа. «В отличие от других пружин, наша пружина из углеродного композита не так чувствительна, что помогает нам гарантировать, что часы Tag Heuer будут работать так же идеально в 500-й день, как и в первый день».

Институт Tag Heuer также использует три дополнительных применения нанотехнологий – физическое осаждение из паровой фазы (PVD), химическое осаждение из паровой фазы (CVD) и осаждение атомного слоя – для создания инновационных цветов и изображений поверхности, которые наносятся на циферблаты часовых мастеров. «Хотя эти нанотехнологии и разные, все они включают в себя нанесение отдельных или небольших групп атомов, одного за другим, на целевую подложку или поверхность», — добавляет Дюпа.

Похоже на шеф-повара, удостоенного звезды Мишлен, Дюпа объясняет, что для того, чтобы по-настоящему понять, как работает «рецепт нанотехнологий», важно, чтобы группа исследований и разработок имела глубокое понимание ингредиентов, с которыми они работают. И, несмотря на дополнительное время и инвестиции, необходимые для эффективного использования науки, Дюпа считает, что этот футуристический подход к часовому делу со временем окупится.