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超防滑的剪纸仿生鞋,了解一下
发布时间:2020-06-29   点击次数:43次

鞋子在人类生活中扮演着重要角色,除了防护与保暖外,鞋子还必须具备另一项重要功能——防滑。

 

 

近日,美国麻省理工学院(MIT)和哈佛大学的研究者报道了他们从动物身上获得灵感而开发出的一种可以动态调节摩擦力的仿生鞋底材料。

 

 

自然界中,动物的行为方式千姿百态,为更好地适应生存环境,一些物种还进化出了特殊的结构,比如猎豹和啄牛鸟的爪子、蛇类的鳞片等。在一定情况下,这些特殊结构可以帮助动物有选择性地增加摩擦力,牢牢地抓住物体或地面。

 

 

受此启发,研究者借鉴了剪纸艺术,开发出一种类似“蛇鳞”结构的防滑鞋底。当穿着者保持静止不动时,不会感受到任何异样;但在行走过程中,鞋底的弯曲激发起“鞋钉”凸起,可以有效增加与地面的摩擦,降低穿着者滑倒的风险。

 

 

该鞋底材料由厚度为0.051mm的钢材料制成,杨氏模量为193GPa。研究者设计了3种不同样式的“鞋钉”,然后在冰面、塑料表面和硬木表面进行测试,普通三角型“鞋钉”的摩擦增强效果一般,而凹型“鞋钉”表现出最高的摩擦增强效果。而且,在冰面上该鞋底的防滑效果最为显著,相较于未加装防滑的鞋底,静摩擦系数增加了7倍,动摩擦系数增加了14倍。

 

 

在实际应用中,由于每个人的步态略有差异,鞋底的防滑效果也会略有不同。研究者寻找到三位体型、体重较为相似的志愿者进行测试,他们穿着仿生鞋和其他市售的带有各种防滑花纹的鞋(如雪地靴、运动鞋、休闲鞋和凉鞋)在冰面上行走,结果表明仿生鞋可以有效地增强摩擦,摩擦系数是商品鞋底的两倍。

 

 

这项创新性研究解决了人们容易在光滑表面滑倒的问题,可应用于结冰路面、潮湿或油腻的环境中的防滑鞋设计。但是,其在普通路面(例如石子路等)上的防滑效果以及日常生活中的实用性仍有待探究。

 

(来源:纺织导报官微)

 
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