Novi potplat za cipele na bazi kirigamija namijenjen je smanjenju rizika od klizanja i pada prilagođavanjem kako osoba korača, povećavajući trenje s iskačućim šiljcima po potrebi. U Biomedicinsko inženjerstvo prirode , tim izvještava o rezultatima ispitivanja trenja na raznim površinama, uključujući led, otkrivši da su potplati kirigami cipela povećali trenje o tlo radi boljeg prianjanja na skliskim površinama.
Ono što smo razvili je dinamičan potplat za cipele koji vam može pružiti stisak kada vam zatreba, a to je kada zapravo hodate i krećete se. Ključ je u tome što je dinamičan i ima sposobnost podešavanja trenja dok radite korak. Trenutna rješenja, poput kvačica, uvijek imaju šiljke, pa bi dinamičan zahvat cipela koji bi se mogao prilagoditi kretanju bio idealniji način za ublažavanje pada. "
Giovanni Traverso, MB, BChir, Doktor znanosti, suodgovarajući autor, gastroenterolog i biomedicinski inženjer na Odjelu za gastroenterologiju na Brigham -u i MIT -u
Da biste saznali više o dinamičkim načinima moduliranja trenja, istraživači su tražili inspiraciju u prirodi, ispitivanje kako životinje imaju ljuske ili kandže koje selektivno povećavaju trenje u određenim situacijama. Prepoznali su da su primjenom promjene oblika potplata, mogli su kontrolirati iskakanje šiljaka i modulirati trenje s površinom zbog fleksibilnosti, izvijajuća priroda kirigamija. Da biste identificirali skup oblika koji bi to najbolje postigli, tim je modelirao izvedbu svakog oblika na način na koji se pojavio pod određenim naprezanjima.
Kirigami zakrpe izazvane izvijanjem izrađene su od čelika i pričvršćene na potplate cipela, omogućujući dinamičko ugađanje svojstava trenja hodajuće površine. Traverso i kolege testirali su potplate stvaranjem ravnih ili iskačućih verzija i mjerili trenje na različitim površinama, uključujući led, vinil i tvrdo drvo za identifikaciju optimalne konformacije. U početku su testirali skočne prozore u obliku lista koji se povlačio po različitim površinama. Zatim je tim testirao nacrte na tri ljudska subjekta stavljajući plahte na potplate cipela i tjerajući ispitanike da hodaju po bloku leda postavljenom na površinu koja mjeri količinu sile. Tako što ispitanici hodaju po ledu sa i bez tabana, tim bi mogao osjetiti mehaniku iza dizajna.
Rezultati su pokazali da su hvataljke za cirigami cipele mogle poboljšati svojstva trenja između đona i površine za hodanje, ublažavanje klizanja i padova. Tim izvještava da bi upotreba kirigami držača za cipele mogla postići veće trenje od onog koje se opaža kod standardnih zimskih čizama za dva do tri puta. Iako su početni projekti izrađeni od nehrđajućeg čelika za dokaz koncepta, istraživači sada primjenjuju koncept na druge materijale koji se danas češće koriste. Također se usredotočuju na stvaranje prototipova gdje je držač već ugrađen u cipelu, umjesto da se dodaje.
"Sada radimo na primjeni i ugradnji hvataljki u različite cipele, "rekao je Traverso." Hvataljke bi mogle biti korisne u industriji sportske obuće, u standardnim cipelama koje se koriste u svakodnevnom okruženju, i u situacijama zdravlja na radu gdje bi mogao postojati povećan rizik od klizanja. "