Nová podrážka obuvi na báze kirigami by mohla pomôcť zmierniť riziko pošmyknutia a pádu

K strate rovnováhy a pádom nedochádza len počas mrazivých bostonských zim. Odolnosť proti šmyku vašich topánok môže určiť, ako dobre chodíte po rôznych povrchoch bez straty rovnováhy. Rukoväte obuvi zvyšujú trenie tým, že zaberajú na pochôdznej ploche, pomáha zvyšovať stabilitu. V nedávno publikovanej štúdii vyšetrovatelia z nemocnice Brigham and Women’s Hospital a Massachusetts Institute of Technology (MIT) predstavili bioinšpiratívne asistenčné uchopenie obuvi na základe kirigami, japonské umenie rezania papiera. Kirigami je možné použiť na vytvorenie vysoko flexibilných povrchov, ktoré sa pripínajú od plochého listu k trojrozmernému textúrovanému povrchu.

Nová podrážka obuvi na báze kirigami je určená na zníženie rizika pošmyknutia a pádu tým, že sa prispôsobí tomu, ako osoba krokuje, podľa potreby zvyšujúce trenie pomocou vyskakovacích hrotov. V Prírodné biomedicínske inžinierstvo , tím hlási výsledky testovania trenia na rôznych povrchoch, vrátane ľadu, zistenie, že podrážky kirigami zvýšili trenie o zem, aby získali lepšiu priľnavosť na klzkom povrchu.

Vyvinuli sme dynamickú podrážku obuvi, ktorá vám môže poskytnúť priľnavosť, keď ju potrebujete, to je, keď skutočne kráčate a pohybujete sa. Kľúčové je, že je dynamický a má schopnosť vyladiť trenie pri každom kroku. Súčasné riešenia, ako sú zarážky, majú hroty, ktoré sú vždy prítomné, takže dynamický úchop topánky, ktorý by sa mohol prispôsobiť pohybu, by bol ideálnejším spôsobom na zmiernenie pádu. “

Giovanni Traverso, MB, BChir, PhD., korešpondujúci autor, gastroenterológ a biomedicínsky inžinier v oddelení gastroenterológie na Brighame a MPO

Ak sa chcete dozvedieť viac o dynamických spôsoboch modulácie trenia, vedci hľadali inšpiráciu v prírode, skúmanie toho, ako majú zvieratá šupiny alebo pazúry, ktoré v určitých situáciách selektívne zvyšujú trenie. Uvedomili si, že aplikovaním zmeny tvaru podrážky, vďaka pružnému mohli ovládať vyskakovanie hrotov a modulovať trenie o povrch vzpierajúca sa povaha kirigami. Na identifikáciu súboru tvarov, ktoré by to najlepšie dosiahli, tím modeloval výkonnosť každého tvaru podľa toho, ako sa objavil pri určitých napätiach.

Kirigami náplasti vyvolané vybočením boli vyrobené z ocele a pripevnené k podrážkam obuvi, umožňujúce dynamické doladenie trecích vlastností chodiacej plochy. Traverso a kolegovia testovali podrážky vytvorením plochých alebo vyskočených verzií a merali trenie na rôznych povrchoch vrátane ľadu, vinyl a tvrdé drevo na identifikáciu optimálnej konformácie. Pôvodne testovali vyskakovacie návrhy vo forme listu, ktorý bol ťahaný po rôznych povrchoch. Potom tím testoval návrhy na troch ľudských subjektoch tak, že položil plachty na podrážky topánok a nechal subjekty prechádzať po bloku ľadu, ktorý bol umiestnený na povrchu, ktorý meral množstvo sily. Tým, že subjekty chodia po ľade s podrážkami aj bez nich, tím mohol získať pocit mechaniky za dizajnom.

Výsledky ukázali, že držadlá topánok kirigami boli schopné zlepšiť trecie vlastnosti medzi podrážkami a chodiacou plochou, zmierňovanie pošmyknutí a pádov. Tím uvádza, že použitím úchopu kirigami by sa mohlo dosiahnuť väčšie trenie, ako sa pozorovalo pri štandardných zimných topánkach, dvoj až trojnásobne. Napriek tomu, že pôvodné návrhy boli vyrobené z nehrdzavejúcej ocele na dôkaz koncepcie, vedci teraz uplatňujú tento koncept na iné materiály, ktoré sa dnes bežne používajú. Zameriavajú sa tiež na vytváranie prototypov, kde je priľnavosť už zabudovaná v topánke, na rozdiel od pridania.

„Teraz pracujeme na použití a začlenení úchopov do rôznych topánok, "povedal Traverso." Úchytky by mohli byť užitočné v odvetví športovej obuvi, v štandardnej obuvi používanej v každodennom prostredí, a v situáciách ochrany zdravia pri práci, kde by mohlo existovať zvýšené riziko pošmyknutia. “

• Štúdia:Biologické zložky v kombinácii so socioekonomickými faktormi zvyšujú kazivosť zubov
• Operácia bypassu žalúdka je najúčinnejšou terapiou na liečbu cukrovky 2. typu