La nueva suela de calzado basada en kirigami podría ayudar a mitigar los riesgos de resbalones y caídas

Perder el equilibrio y caerse no solo ocurre durante los gélidos inviernos de Boston. La resistencia al deslizamiento de sus zapatos puede determinar qué tan bien camina sobre diferentes superficies sin perder el equilibrio. Los agarres de los zapatos aumentan la fricción al engancharse con la superficie para caminar, ayudando a aumentar la estabilidad. En un estudio publicado recientemente, Investigadores del Brigham and Women's Hospital y el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) presentaron una empuñadura de calzado asistida bioinspirada basada en kirigami, el arte japonés del corte de papel. Kirigami se puede utilizar para crear superficies altamente flexibles que se comben de una hoja plana a una superficie texturizada tridimensional.

La nueva suela de zapato a base de kirigami está destinada a reducir los riesgos de resbalones y caídas ajustándose a medida que una persona pisa, aumentando la fricción con picos emergentes según sea necesario. En Ingeniería Biomédica de la Naturaleza , el equipo informa los resultados de las pruebas de fricción en una variedad de superficies, incluyendo hielo, descubriendo que las suelas de los zapatos kirigami aumentaban la fricción con el suelo para conseguir un mejor agarre en superficies resbaladizas.

Lo que desarrollamos es una suela de zapato dinámica que puede brindarte agarre cuando lo necesitas, que es cuando realmente estás caminando y moviéndote. La clave es que es dinámico y tiene la capacidad de ajustar la fricción a medida que das un paso. Las soluciones actuales como los tacos tienen picos que siempre están presentes, por lo que un agarre de zapato dinámico que pudiera ajustarse con el movimiento sería una forma más ideal de mitigar las caídas ".

Giovanni Traverso, MEGABYTE, BChir, Doctor, coautor correspondiente, gastroenterólogo e ingeniero biomédico en la División de Gastroenterología del Brigham and MIT

Para obtener más información sobre las formas dinámicas de modular la fricción, los investigadores buscaron inspiración en la naturaleza, examinar cómo los animales tienen escamas o garras que aumentan selectivamente la fricción en determinadas situaciones. Reconocieron que al aplicar un cambio en la forma de la suela, Podrían controlar la aparición de los picos y modular la fricción con la superficie debido a la flexibilidad, naturaleza de pandeo de kirigami. Para identificar el conjunto de formas que mejor lograrían esto, el equipo modeló el desempeño de cada forma en función de cómo aparecía bajo ciertas tensiones.

Los parches de kirigami inducidos por pandeo se construyeron con acero y se unieron a las suelas de los zapatos, permitiendo el ajuste dinámico de las propiedades de fricción de la superficie para caminar. Traverso y sus colegas probaron las suelas creando versiones planas o desplegadas y midieron la fricción en diferentes superficies, incluido el hielo, vinilo y madera dura para identificar la conformación óptima. Inicialmente probaron los diseños emergentes en forma de una hoja que se arrastraba por diferentes superficies. Luego, el equipo probó los diseños en tres sujetos humanos colocando las sábanas en las suelas de los zapatos y haciendo que los sujetos caminen sobre un bloque de hielo que se colocó sobre una superficie que midió la cantidad de fuerza. Al hacer que los sujetos caminen sobre el hielo con y sin las suelas, el equipo pudo hacerse una idea de la mecánica detrás del diseño.

Los resultados mostraron que los agarres de zapatos kirigami pudieron mejorar las propiedades de fricción entre las suelas y la superficie para caminar, mitigar resbalones y caídas. El equipo informa que el uso de la empuñadura del zapato kirigami podría lograr una fricción mayor que la observada con las botas de invierno estándar de dos a tres veces. Aunque los diseños iniciales se construyeron con acero inoxidable como prueba de concepto, los investigadores ahora están aplicando el concepto a otros materiales que se utilizan más comúnmente en la actualidad. También se están enfocando en crear prototipos donde el agarre ya está integrado en el zapato en lugar de agregarlo.

"Ahora estamos trabajando para aplicar e incorporar los agarres en diferentes zapatos, ", dijo Traverso." Los puños podrían ser útiles en la industria del calzado deportivo, en zapatos estándar utilizados en el día a día, y en situaciones de salud ocupacional donde podría haber un mayor riesgo de deslizamiento ".

• Estudio:los componentes biológicos combinados con factores socioeconómicos aumentan la caries dental
• La cirugía de bypass gástrico es la terapia más eficaz para tratar la diabetes tipo 2