Den nye kirigami-baserte skosålen er ment å redusere risikoen for sklir og fall ved å justere når en person går, øke friksjonen med pop-up pigger etter behov. I Nature Biomedical Engineering , teamet rapporterer resultatene av friksjonstesting på en rekke overflater, inkludert is, finne ut at kirigami -skoen såler økt friksjon med bakken for å få et bedre grep på glatte overflater.
Det vi utviklet er en dynamisk skosåle som kan gi deg grep når du trenger det, som er når du faktisk går og beveger deg. Nøkkelen er at den er dynamisk og har kapasitet til å justere friksjon mens du tar et skritt. Nåværende løsninger som klosser har pigger som alltid er tilstede, så et dynamisk skongrep som kunne justere seg selv med bevegelse, ville være en mer ideell måte å dempe fall. "
Giovanni Traverso, MB, BChir, PhD, medforfatter, gastroenterolog og biomedisinsk ingeniør i avdelingen for gastroenterologi ved Brigham og MIT
For å lære mer om dynamiske måter å modulere friksjon på, forskerne så til naturen for å få inspirasjon, undersøke hvordan dyr har vekter eller klør som selektivt øker friksjonen i visse situasjoner. De innså at ved å bruke endring i sålens form, de kunne kontrollere at piggene dukker opp og modulere friksjon med overflaten på grunn av den fleksible, Kirigamis spennende natur. For å identifisere settet med former som best ville oppnå dette, teamet modellert hver form ytelse på hvordan det dukket opp under visse belastninger.
De knekkeinduserte kirigami-lappene ble konstruert med stål og festet til skosåler, muliggjør dynamisk justering av gangflatens friksjonsegenskaper. Traverso og kolleger testet sålene ved å lage flate eller sprettede versjoner og målte friksjonen på forskjellige overflater, inkludert is, vinyl og løvtre for å identifisere den optimale konformasjonen. De testet først popup-designene i form av et ark som ble dratt over forskjellige overflater. Deretter testet teamet designene på tre mennesker ved å plassere arkene på skosåler og la individene gå på en isblokk som ble plassert på en overflate som målte mengden kraft. Ved å få fagene til å gå på isen både med og uten sålene, teamet kunne få en følelse av mekanikken bak designet.
Resultatene viste at kirigami -grepene var i stand til å forbedre friksjonsegenskapene mellom sålene og gangflaten, dempende sklir og fall. Teamet rapporterer at bruk av kirigami-skongrepet kan oppnå en større friksjon enn den som er observert med vanlige vinterstøvler med to til tre ganger. Selv om de første designene ble konstruert med rustfritt stål for bevis på konseptet, forskerne bruker nå konseptet på andre materialer som er mer vanlig i dag. De fokuserer også på å lage prototyper der grepet allerede er innebygd i skoen i motsetning til å bli lagt på.
"Vi jobber nå med å påføre og innarbeide grepene i forskjellige sko, "sa Traverso." Grepene kan være nyttige i sportsskoindustrien, i standardsko som brukes i daglige innstillinger, og i arbeidshelsesituasjoner der det kan være økt risiko for sklipning. "