炫酷防滑鞋問世！科學家聯手利用剪紙原理，鞋底蛇皮狀可動態伸縮

2023-03-31 11:06:07

這是一種蛇皮鞋底裝置。當前腳接觸到地面時，「蛇皮」會伸展出來，「鱗片」會出來刺穿地面，這會增加鞋底和接觸面之間的摩擦力。當一個人站直時，「鱗片」會縮回到鞋底，恢復原來光滑的表面。這是一個從二維平面到三維實體的動態轉換過程。

實驗室測試表明，具有「剪紙」效果的鞋底裝置會產生更大的摩擦力。通訊作者、麻省理工學院機械系助理教授喬瓦尼·特拉弗斯說，這種鞋可以防止老人摔倒。你知道，老年人跌倒往往是致命的風險。

照片|麻省理工學院的研究人員借鑑了剪紙藝術的原理，發明了一種可以增加摩擦力的材料。後者覆蓋鞋底，可以增加在冰上行走的抓地力。(資料來源:diemtstrebe)

6月1日，這項研究發表在《自然生物醫學工程》上。另一位記者是卡蒂亞·貝爾託迪，哈佛大學應用力學教授。

這種唯一的裝置借鑑了剪紙的原理。剪紙是一門從二維平面結構到三維結構的變形科學，它可以將紙張從二維形式轉化為三維結構。科學家們早就想用這種藝術形式來創造新材料，比如可以纏繞在膝蓋上的更結實的繃帶，或者幫助柔軟機器人轉動的傳感器。

研究人員利用剪紙的原理在塑料或金屬片上創造出複雜的「鱗片」圖案。當穿著者站著的時候，這些「鱗片」會隱藏起來，但是在行走的時候會突出來。

研究人員還測試了各種形式的「比例」圖案，如正方形、三角形和曲線，以及不同的材料，如塑料和不鏽鋼。他們測試了這些設計類型的「比例」剛度和彈射角度。

在不同表面(包括冰面、乙烯基地板、人造草皮和木地板)上測量每種設計的摩擦力後，發現凹曲線圖案對鞋底的摩擦力最大。志願者穿上鞋子在冰上行走，發現他們的摩擦力增加了20%到35%。

與市場上的冰爪相比，該裝置更輕更方便，易於組裝和拆卸，並且比冰爪產生更多的摩擦力。

福建省纖維檢驗局的工程師陸認為這是一個新的創新，但可能會有一些限制。市場估計屬於一小部分人。他告訴DeepTech，在乾燥的地面上，鞋底的摩擦力可能會增加，從而達到抓地的效果。然而，如果是潮溼的地面，這種設計結構的鞋底可能不利於及時排水，而我們普通鞋底的固定模式可以排水。

此外，不鏽鋼鞋底通常用於特殊人群，如行走困難或攀巖者，很少用於普通鞋。