如何防止滑倒摔跤？這(zhè)是一自房個與人們生活息息相關的科學(xué)問題。每年都(dōu)有大量的人因為滑有快倒導緻不同程度的受傷，從而影響正常生活。尤其對(制間duì)于老年人而言，摔跤甚至可能(néng)意味著(zhe)生命的結束。答見正是這(zhè)樣(yàng)一個“接地氣”的問題，引起(qǐ離輛)了仿生領域科學(xué)家的注意，他們試圖通我畫過(guò)鞋底材料的仿生設計來解決問題。

近日，美國(guó)麻省理工員公學(xué)院Giovanni Tra兒務verso團隊受自然界中動物千奇百怪的行走方式的影響，利用Kir民習igami折紙藝術，開(kāi)發(fā)出一種(商舊zhǒng)可以動态調節與地面(m對舊iàn)的摩擦力、有效增加抓地力你讀的新型仿生鞋底材料。

在本研究中，研究人員使用鋼片在鞋底制備出k如姐irigami結構，其可以在鞋底平放和彎曲變形時(sh樹金í)變換出不同的外形，以增強鞋釘與步行表面(mià個都n)之間的摩擦性能(néng)，降低滑倒和摔倒的風險購放。

通過(guò)對(duì)切角（γ）和空間維度比（切片寬水火度δ與周期性栅格的特征長(cháng身動)度l之比）的調控，研究人員設計了不同機械響應模式的kirigami圖案，包括匠熱凹型、三角型和凸型三種(zhǒng也劇)鞋釘形狀。并通過(guò)對(duì)三種文費(zhǒng)形狀的鞋釘（凹型、三角型、凸型）在常态和彎曲時(shí)坐們與不同基底（冰面(miàn)、乙烯腦照基基底和硬木）的摩擦力進(jìn)行表征。對(du用什ì)于冰面(miàn)和硬木而言，由于kirigami鞋釘頻秒穿透深度較淺，其摩擦模式為平滑模式，即達到(dào拍讀)靜态摩擦力的峰值後(hòu)拍樂維持在動态摩擦力的平台期。而對(duì)于乙烯基等的半硬基底，鞋章購釘穿透進(jìn)基底而呈現出粘滑模明技式，即摩擦力在最大值和最小值之間周期性變化。不同形狀的鞋釘在都門不同基底上的規律也不盡相同，這(zhè)與其穿透能(néng)力有關。此他民外，相對(duì)于具有同樣(yàng)厚度同樣(yàng)材質的常規鞋底著山，所有kirigami結構都(dōu)具有明顯的抓地力優勢。廠短與此同時(shí)，鞋釘的排布方式也至關重要，凹面(miàn)鞋釘的五種(z技術hǒng)不同排布（單向(xiàng)、三列、交替行、方格和鏡也現像）都(dōu)呈現出不同的抓地效果。

最後(hòu)，研究人員進(jìn)行了常規步幅行走時城樹(shí)的鞋底摩擦力的真人測試。通過(guò)腳下的力學線理(xué)感應器分别測試腳底三個火制正交方向(xiàng)的力值變化，并與商品鞋底進(jìn)謝志行對(duì)比發(fā)現，kirigami鞋底展現出更強的最拿短大摩擦力。此外，五種(zhǒng)不同排布方式的ki就嗎rigami鞋底在冰面(miàn)上的摩擦系數比多種(z風店hǒng)商品鞋底的摩擦系數高兩(liǎng)倍。

目前，研究人員正在研究將(jiāng)其設計成銀哥(chéng)一個單獨的元素，嵌在鞋體下，以便在需要時坐章(shí)進(jìn)行附加。

論文題目：Bioinspired kir制從igami metasurfaces as assist兒廠ive shoe grips

論文地址：https://www.natu為他re.com/articles/s41551我飛-020-0564-3#Sec16