Ny kirigami-baserad skosula kan hjälpa till att minska riskerna för halka och fall

Att tappa balansen och falla händer inte bara under iskalla Boston vintrar. Skornas halkmotstånd kan avgöra hur bra du går på olika ytor utan att tappa balansen. Skohandtag ökar friktionen genom att ingripa med gångytan, hjälper till att öka stabiliteten. I en nyligen publicerad studie, utredare från Brigham och Women's Hospital och Massachusetts Institute of Technology (MIT) presenterade ett bioinspirerat hjälpmedel för skoskydd baserat på kirigami, den japanska papperskonsten. Kirigami kan användas för att skapa mycket flexibla ytor som böjer sig från ett plant ark till en tredimensionell texturerad yta.

Den nya kirigami-baserade skosulan är avsedd att minska riskerna för halka och fall genom att justera när en person går, ökad friktion med popup-spikar efter behov. I Natur Biomedicinsk teknik , teamet rapporterar resultaten av friktionstestning på en rad ytor, inklusive is, upptäcka att kirigami -skorna säljer ökad friktion med marken för att få ett bättre grepp om hala ytor.

Det vi utvecklat är en dynamisk skosula som kan ge dig grepp när du behöver det, vilket är när du faktiskt går och rör dig. Nyckeln är att den är dynamisk och har kapacitet att ställa in friktion när du tar ett steg. Nuvarande lösningar som klossar har spikar som alltid är närvarande, så ett dynamiskt skogrepp som kunde justera sig själv med rörelse skulle vara ett mer idealiskt sätt att minska fallet. "

Giovanni Traverso, MB, BChir, Doktorsexamen, motsvarande författare, gastroenterolog och biomedicinsk ingenjör vid avdelningen för gastroenterologi vid Brigham och MIT

För att lära dig mer om dynamiska sätt att modulera friktion, forskarna tittade på naturen för att få inspiration, undersöka hur djur har vågar eller klor som selektivt ökar friktionen i vissa situationer. De insåg att genom att tillämpa ändring av sulans form, de kunde kontrollera att spikarna poppar upp och modulera friktion med ytan på grund av den flexibla, Kirigamis knäckande natur. För att identifiera den uppsättning former som bäst skulle åstadkomma detta, laget modellerade varje forms prestanda på hur det poppade upp under vissa påfrestningar.

De buckling-inducerade kirigami-lapparna konstruerades med stål och fästes på skosulor, möjliggör dynamisk inställning av gångytans friktionsegenskaper. Traverso och kollegor testade sulorna genom att skapa platta eller poppade versioner och mätte friktionen på olika ytor inklusive is, vinyl och lövträ för att identifiera den optimala konformationen. De testade inledningsvis popup-mönster i form av ett ark som drogs över olika ytor. Därefter testade laget mönstren på tre mänskliga ämnen genom att lägga arken på skosulor och låta försökspersonerna gå på ett isblock som placerades på en yta som mätte mängden kraft. Genom att låta försökspersonerna gå på isen både med och utan sulorna, laget kunde få en uppfattning om mekaniken bakom designen.

Resultaten visade att kirigami -skogsgreppen kunde förbättra friktionsegenskaperna mellan sulorna och gångytan, dämpande halor och fall. Teamet rapporterar att användningen av kirigami-skolgreppet kan uppnå en större friktion än den som observeras med vanliga vinterstövlar två till tre gånger. Även om de första konstruktionerna konstruerades med rostfritt stål för bevis på koncept, forskarna tillämpar nu konceptet på andra material som är vanligare idag. De fokuserar också på att skapa prototyper där greppet redan är inbyggt i skon i motsats till att läggas till.

"Vi arbetar nu med att applicera och integrera grepp i olika skor, "sa Traverso." Greppen kan vara användbara inom sportskobranschen, i vanliga skor som används i de dagliga inställningarna, och i arbetshälsosituationer där det kan finnas en ökad risk för halka. "

• Studie:Biologiska komponenter i kombination med socioekonomiska faktorer ökar tandförfall
• Gastric bypass operation är den mest effektiva behandlingen för att behandla typ 2 -diabetes