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炫酷防滑鞋问世!麻省理工和哈佛科学家联手利用剪纸原理,鞋底蛇皮状可动态伸缩

炫酷防滑鞋问世!麻省理工和哈佛科学家联手利用剪纸原理,鞋底蛇皮状可动态伸缩
2020年06月03日 13:52 新浪网 作者 麻省理工科技评论
炫酷防滑鞋问世!麻省理工和哈佛科学家联手利用剪纸原理,鞋底蛇皮状可动态伸缩

  这是一种蛇皮状的鞋底材料,在前脚掌触地时“蛇皮”伸展开,“鳞片”冒出来刺向地面,就可以增加鞋底与接触面的摩擦力,而当人直立站平,“鳞片”就会缩回鞋底,恢复原来的光滑表面。这是一个从二维平面和三维立体动态转换的过程。

  实验室测试表明,这种带有“剪纸”效果图层的鞋子可以产生更大的摩擦力。通讯作者、麻省理工学院机械系助理教授乔凡尼·特拉沃索(Giovanni Traverso)表示,这款鞋子可防止老年人跌倒。要知道,老人跌倒常常是致命的风险。

炫酷防滑鞋问世!麻省理工和哈佛科学家联手利用剪纸原理,鞋底蛇皮状可动态伸缩

  图 | 麻省理工的研究人员借鉴了剪纸艺术的原理,发明了一种可以增加摩擦力的材料,后者覆盖在鞋底后,可以增加在冰面行走的抓地力。(来源:Diemut Strebe)

  6月1日,该研究发表在《自然-生物医学工程》(Nature Biomedical Engineering)上。另外一位通讯作者是哈佛大学应用力学教授卡蒂亚•贝托尔迪(Katia Bertoldi)。

  这种鞋底材料借鉴了剪纸的原理。剪纸是从二维平面结构到三维立体结构的形变科学,可以将纸张从二维形式转换为三维结构,科学家很早就想到利用这种艺术形式来创建新材料,如更加牢固的可缠绕在膝盖的绷带,或者帮助软机器人转向的传感器。

  研究人员借鉴剪纸的原理在塑料或金属薄片上创建了错综复杂的“鳞片”图案,这些“鳞片”在穿着者站立时会隐藏,而在行走时会突出来。

  研究人员还测试了正方形、三角形和曲线等多种形式的“鳞片”图案,以及塑料和不锈钢等不同材质。他们测试了这些设计类型的“鳞片”刚度以及弹出角度。

  在测量每种设计在不同表面(包括冰面、乙烯基地板、人造草皮、木地板)的摩擦力后发现,凹曲线图案的鞋底摩擦力最大。志愿者穿上该鞋子在冰面行走测试发现,其摩擦力增加了 20% 到 35%。

  相比于已上市的冰爪,该设备更轻巧便捷,易于装卸,且产生的摩擦力也大于冰爪。

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  福建省纤维检验局工程师路正辉认为,这是一个新型的创新,但在使用用途上可能会有一定限制,市场估计属于小众人群。他告诉 DeepTech,这种鞋底在干燥地面上,可能摩擦力会增大,能起到抓地的效果,但是如果是湿滑地面,这种设计结构的鞋底可能不利于及时排水,而我们普通鞋底的固定花纹是可以排水的。

  此外,不锈钢材料鞋底常常用于特殊人群,比如行走不便者,或者是攀冰人士用的冰爪,在普通鞋子上较少用到。

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