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炫酷防滑鞋问世!科学家联手利用剪纸原理,鞋底蛇皮状可动态伸缩

时间:2020-06-04 19:12 来源:网络 作者: 菜叶

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这是一种蛇皮鞋底装置。当前脚接触到地面时,“蛇皮”会伸展出来,“鳞片”会出来刺穿地面,这会增加鞋底和接触面之间的摩擦力。当一个人站直时,“鳞片”会缩回到鞋底,恢复原来光滑的表面。这是一个从二维平面到三维实体的动态转换过程。

实验室测试表明,具有“剪纸”效果的鞋底装置会产生更大的摩擦力。通讯作者、麻省理工学院机械系助理教授乔瓦尼·特拉弗斯说,这种鞋可以防止老人摔倒。你知道,老年人跌倒往往是致命的风险。

炫酷防滑鞋问世!科学家联手利用剪纸原理,鞋底蛇皮状可动态伸缩

照片|麻省理工学院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。后者覆盖鞋底,可以增加在冰上行走的抓地力。(资料来源:diemtstrebe)

6月1日,这项研究发表在《自然生物医学工程》上。另一位记者是卡蒂亚·贝尔托迪,哈佛大学应用力学教授。

这种唯一的装置借鉴了剪纸的原理。剪纸是一门从二维平面结构到三维结构的变形科学,它可以将纸张从二维形式转化为三维结构。科学家们早就想用这种艺术形式来创造新材料,比如可以缠绕在膝盖上的更结实的绷带,或者帮助柔软机器人转动的传感器。

研究人员利用剪纸的原理在塑料或金属片上创造出复杂的“鳞片”图案。当穿着者站着的时候,这些“鳞片”会隐藏起来,但是在行走的时候会突出来。

研究人员还测试了各种形式的“比例”图案,如正方形、三角形和曲线,以及不同的材料,如塑料和不锈钢。他们测试了这些设计类型的“比例”刚度和弹射角度。

在不同表面(包括冰面、乙烯基地板、人造草皮和木地板)上测量每种设计的摩擦力后,发现凹曲线图案对鞋底的摩擦力最大。志愿者穿上鞋子在冰上行走,发现他们的摩擦力增加了20%到35%。

与市场上的冰爪相比,该装置更轻更方便,易于组装和拆卸,并且比冰爪产生更多的摩擦力。

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福建省纤维检验局的工程师陆认为这是一个新的创新,但可能会有一些限制。市场估计属于一小部分人。他告诉DeepTech,在干燥的地面上,鞋底的摩擦力可能会增加,从而达到抓地的效果。然而,如果是潮湿的地面,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模式可以排水。

此外,不锈钢鞋底通常用于特殊人群,如行走困难或攀岩者,很少用于普通鞋。

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