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来,看看这款超防滑的“剪纸仿生鞋”

发布时间:2020-07-06 11:26:31 来源:纺织导报 点击次数:515

 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。

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  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。

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  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。

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  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。

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  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。

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