涂层可以提高光滑表面的牵引力
受日本剪纸艺术kirigami的启发,工程师们设计了一种摩擦增强材料,可用于涂在鞋底上,使其在冰面和其他光滑表面上的抓地力更强。
Kirigami 是折纸的一种变体,涉及剪纸和折叠,用于创建涂层。实验室测试表明,当穿着剪纸涂层鞋的人在结冰的表面上行走时,他们产生的摩擦力比没有涂层的鞋子更大。将这种涂层加入鞋子可以帮助防止在冰和其他危险表面上发生危险跌倒。
一些科学家最近使用剪纸来开发新材料,例如更牢固地粘在膝盖和其他关节上的绷带,以及可用于包裹软机器人皮肤并帮助它们在太空中定位的传感器。在这种情况下,该团队应用这种方法在塑料或金属片上创建了复杂的尖刺图案。这些贴在鞋底上的床单在穿着者站立时保持平整,但在自然行走时鞋钉会弹出。
研究人员创建并测试了几种不同的设计,包括重复的正方形、三角形或曲线形状的尖峰图案。对于每种形状,他们还测试了不同的尺寸和排列方式,并将图案切割成塑料片和不锈钢。对于每种设计,他们都测量了材料拉伸时尖刺弹出的刚度和角度。
他们还测量了每种设计在各种表面上产生的摩擦力,包括冰、木头、乙烯基地板和人造草皮。他们发现所有的设计都增加了摩擦力,凹曲线图案产生了最好的结果。然后,他们使用凹曲线涂层对人类志愿者进行测试。他们将涂层附着在各种类型的鞋子上,包括运动鞋和冬靴,并测量受试者走过测力板时产生的摩擦力 - 一种测量施加在地面上的力的仪器 - 覆盖着 1 英寸厚的冰层.
他们发现,贴上剪纸涂层后,产生的摩擦力比单独使用鞋子产生的摩擦力高 20% 到 35%。
他们现在正在努力确定附着和合并剪纸表面的最佳方式。他们正在考虑将它们嵌入鞋底或将它们设计为一个单独的元素,可以在需要时附加。
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