Специальное покрытия для подошвы обуви может улучшить сцепление на скользких поверхностях

Аватар пользователя bom100

Вдохновленные азиатским искусством резки бумаги, инженеры Массачусетского технологического института разработали материал, повышающий трение, который можно использовать для покрытия подошвы ваших ботинок, придавая им более сильное сцепление со льдом и другими скользкими поверхностями. Исследователи использовали киригами (http://paper-life.ru/kirigami-diagrams   или  https://www.liveinternet.ru/users/basiuk54/post374669819   - bom100   ), разновидность оригами, которая включает в себя резку бумаги, а также складывание ее, чтобы создать новое покрытие. Лабораторные тесты показали, что когда люди в покрытых киригами ботинках шли по ледяной поверхности, они создавали больше трения, чем обувь без покрытия.

03bce594-4fe5-48ef-83d3-916ebdfb9936.jpg

 

“Благодаря этой работе мы решили решить проблему предотвращения падений, особенно на ледяных, скользких поверхностях, и разработали систему на основе киригами, которая облегчает увеличение трения с поверхностью”,-говорит Джованни Траверсо, доцент Массачусетского технологического института по машиностроению, гастроэнтеролог из больницы Бригама и женщин и доцент Гарвардской Медицинской школы.

Траверсо и Катя Бертольди, профессор прикладной механики Гарвардского университета, являются старшими авторами исследования, которое появилось в Nature Biomedical Engineering. Ведущим автором статьи является научный сотрудник Массачусетского технологического института Сахаб Бабаи, а также Симо Пайович, аспирант Массачусетского технологического института, и Ахмад Рафсанджани, бывший постдок Гарвардского университета.

Киригами-это вид искусства, который включает в себя вырезание сложных узоров на листах бумаги, а затем складывание их для создания трехмерных структур. В последнее время некоторые ученые используют этот метод для разработки новых материалов, таких как бинты, которые более надежно прилипают к коленям и другим суставам, и датчики, которые могут быть использованы для покрытия кожи мягких роботов и помогают им ориентироваться в пространстве.

В данном случае команда применила этот подход для создания замысловатых узоров из шипов на листе пластика или металла. Эти листы, нанесенные на подошву обуви, остаются плоскими, пока человек стоит, но шипы выскакивают во время естественного движения при ходьбе.

"Новизна этого типа поверхности заключается в том, что у нас есть переход формы от 2-D плоской поверхности к 3-D геометрии с иглами, которые выходят”, - говорит Бабаи. “Вы можете использовать эти элементы для контроля трения, потому что острые иглы могут входить и выходить в зависимости от растяжения, которое вы применяете.”

Исследователи создали и протестировали несколько различных конструкций, включая повторяющиеся узоры шипов в форме квадратов, треугольников или кривых. Для каждой формы они также протестировали различные размеры и расположение, и они вырезали узоры как в пластиковых листах, так и в нержавеющей стали. Для каждой из конструкций они измеряли Жесткость и угол, под которым шипы выскакивают при растяжении материала.

Они также измерили трение, создаваемое каждой конструкцией на различных поверхностях, включая лед, дерево, виниловые полы и искусственный газон. Они обнаружили, что все конструкции усиливают трение, причем наилучшие результаты дает рисунок вогнутых кривых.

Затем исследователи использовали вогнутые криволинейные покрытия для испытаний на людях-добровольцах. Они прикрепляли покрытия к различным типам обуви, включая кроссовки и зимние ботинки, и измеряли трение, возникающее, когда испытуемые шли по силовой пластине — инструменту, который измеряет силы, действующие на землю, покрытую слоем льда толщиной 2,5 сантиметра.

Они обнаружили, что с нанесенными покрытиями киригами количество создаваемого трения было на 20-35 процентов выше, чем трение, создаваемое только обувью.

В настоящее время исследователи работают над определением наилучшего способа прикрепления и включения поверхностей киригами. Они подумывают о том, чтобы встроить их в подошвы или спроектировать их как отдельный элемент, который можно было бы прикрепить, когда это необходимо. Они также изучают возможность использования различных материалов, таких как резиноподобный полимер с усиленным стальным наконечником.

В то время как первоначальная мотивация исследователей состояла в предотвращении скольжения на обледенелых поверхностях, они ожидают, что этот вид захвата обуви также может быть полезен в других условиях, таких как влажная или маслянистая рабочая среда.

” Мы рассматриваем потенциальные пути коммерциализации системы, а также дальнейшее развитие системы с помощью различных вариантов использования", - говорит Траверсо.

Авторство: 
Авторская работа / переводика
Комментарий автора: 

Если товарищи ученые не врут в этот раз, то стоит обратить внимание на эту технологию не только обувщиам нашим, но и изготовителям покрышек для автомобилей и пр. и пр. Вы скажете что быстро может на покрышке уйти слой, но можно же делать покрытие для зимней резины таким, чтобы имело с покрытие с киригами, а после стирания первого слоя - слой снмался как змеиная кожа и появлялся новый слой с новым покрытием киригами. И все это можно делать не только для гражданки. Сапоги, обувь, покрышки, просто наклейки на обычную обувь .. А для лыж - это вообще безграничная область для работы и фантазии. На обычные лыжи можно наклеить (в зависимости от состояния поверхности снега, температуры - пластиковую наклейку с киригами с разными рисунками. После катания - снимается пленка просто с лыж) . Если подумать, то пленки с киригами могли бы быть испольщованы много где еще. Там где требуется хорошая адгезия. Например ко дну стаканчика в вагоне поезда (который у нас пока еще трясет) клеится кирищами - и все - стаканучик стоит. На кораблях, в поездах итд. 

Комментарии

Аватар пользователя Эпиграмма
Эпиграмма(4 года 6 месяцев)

А что, подкованные сельским кузнецом-умельцем лабутены уже не в тренде?

Аватар пользователя bom100
bom100(9 лет 1 месяц)

Вы в таких обувях предлагаете бежать в атаку с криком: ЗА РОДИНУ, ЗА .. ?? :-)

Аватар пользователя Эпиграмма
Эпиграмма(4 года 6 месяцев)

Не, в атаку, в тайгу, в горы - луччче в хороших берцах. Они у меня тоже есть))

Аватар пользователя gruzzy
gruzzy(6 лет 8 месяцев)

За Родину! За Трампина!

Аватар пользователя gruzzy
gruzzy(6 лет 8 месяцев)

теперь зимой дороги можно не чистить.

Аватар пользователя Lokki
Lokki(6 лет 4 часа)

Вроде на хабре такое раскритиковали:

забивается снегом.

убивает мягкое напольное покрытие.

царапает жёсткое напольное покрытие.

требует спецсталей, стойких к коррощии и холодостойких, пружинистых.

большие нагрузки на подошву.

Аватар пользователя Partisan
Partisan(8 лет 11 месяцев)

Вот как сейчас помню кроссовки китайские 1983 года выпуска с похожей подмёткой - сколько крыш я в них перелазил, совершенно не скользили. Но "резина" была желтоватая просвечивающая.

И зимние сапоги Саламандра на манке 1990 года - тоже с таким рисунком были только в обе стороны. Тоже по льду как по асфальту.