从日本剪纸中“取经”，科学家研发出了新型防滑鞋底

日本的剪纸和折叠艺术(kirigami)让人们从2D纸张中创造出了令人难以置信的3D结构，包括壮观的弹出式设计。

但现在研究人员已经开始着手研究这项技术，理由很实际:制作防滑鞋。

科学家们透露，他们已经开发出了一种灵感来源于剪纸艺术的鞋底，当鞋子在走路时弯曲时，它的表面会突然冒出细小的尖刺。

研究小组发现，这些尖刺可以增强抓力，有助于防止可能致命的摔倒。

“我们正在试图做的是让鞋子在光滑表面上能够更好地控制，对现有系统(如钉或橡胶底)进行改善，无论是冰面上或者某些特定场景的油性表面上。”美国麻省理工学院的Giovanni Traverso博士说。

Traverso补充说，剪纸系统的灵感来自于自然界中增强摩擦的特征，比如猎豹的半伸缩爪可以帮助它们追逐猎物，或者蛇类的鳞片可以帮助它们向前滑动。

“它们是动态的，不是静态的结构，”Traverso说。

“行走是一个动态的过程，所以我们想开发一个动态的系统，可以对运动做出反应。”

该研究小组在《自然生物医学工程》杂志上发表文章，描述了他们如何使用激光切割机将剪纸技术应用到不锈钢薄板上。

在进行了模拟之后，团队确定了三种不同的模式:一组规则的半圆形切口、三角形切口和弯曲的刺状切口。

研究小组在包括冰、乙烯基和硬木在内的表面上测试了这些贴片，发现在所有材料上，与光滑的不锈钢贴片相比，各种图案的贴片在变形时增加了摩擦力，弯曲的刺状图案在冰上表现最佳。

他们在参与者所穿的普通胶底鞋的前半部分打上了弯曲刺状的“补丁”。

在休息时，鞋底的表面保持平整;然而，当穿鞋者抬起鞋跟时，鞋底就会发生弯曲——这是“足尖离地”阶段的一个步骤——一排针状的尖刺从鞋前面的不锈钢补片中突出来，进一步增加了摩擦力。

该研究的第一作者Sahab Babaee博士说，该系统提供的摩擦力比鞋底有夹持元件的鞋子或靴子高20-35%。

他说:“通过增加(鞋底上的凹陷处)，并结合剪纸设计，我们预计可以观察到进一步的摩擦增强，(高于)35%。”

研究小组表示，他们现在正致力于开发这种补丁，这项工作可能会带来一种全新的鞋子。

Traverso说:“我们认为这是一个附加组件，或者它可以直接并入鞋底。”

“我们希望(人们)能尽快买到这些东西，这正是我们努力的方向。”

编译/前瞻经济学人APP资讯组

原文来源：

https://www.theguardian.com/technology/2020/jun/01/cutting-edge-japanese-paper-art-inspires-a-non-slip-shoe