Японское искусство киригами - это не только красиво, но и полезно: оно помогло создать нескользящую подошву для обуви

Японское искусство резки и складывания бумаги, или киригами, привело к созданию умопомрачительных 3D-структур из обычных листов, включая впечатляющие всплывающие конструкции. Но теперь исследователи начали осваивать эту технику по очень простой причине: они решили создать нескользящую обувь.

(не)Сногсшибательное открытие

“То, что мы пытаемся сделать, — это апгрейд существующих систем вроде резиновых подошв, чтобы получить лучшее сцепление со скользкими поверхностями, будь то лед или маслянистые разводы. Это критично для определенных профессий”, — сказал д-р Джованни Траверсо из Массачусетского технологического института в США.

Траверсо добавил, что система киригами черпала вдохновение из особенностей, усиливающих трение. Их подсмотрели в живой природе, например, выдвигающиеся когти гепардов, которые помогают им преследовать добычу, или чешуя змей, которая может помочь им скользить вперед.

"Это динамические, а не статичные структуры, — сказал Траверсо. — Ходьба — тоже динамичный процесс, поэтому мы хотели разработать систему, которая могла бы реагировать на движение".

В журнале Nature Biomedical Engineering команда описала, как они применили методы киригами к листам нержавеющей стали с помощью лазерного резака. После моделирования они остановились на трех различных моделях: регулярном массиве полукруглых надрезов, треугольных надрезов и надрезов в форме изогнутых шипов.

Команда испытала новинку на поверхностях, включая лед, винил и твердую древесину, обнаружив, что на всех материалах различные узорчатые заплаты при изгибе увеличивают трение по сравнению с заплатами из гладкой нержавеющей стали, а изогнутый узор шипов показывает лучшие характеристики на льду.

В состоянии покоя поверхность подошвы оставалась плоской, однако когда ее владелец поднимал пятку, множество игольчатых шипов выскакивало из заплаты из нержавеющей стали под передней частью обуви, увеличивая трение.

Доктор Сахаб Бабаи, первый автор исследования, сказал, что эта система обеспечивает примерно на 20-35% большее трение, чем обувь или ботинки с захватными элементами на подошве. "Добавляя ямочки на подошве и комбинируя их с иглами киригами, мы ожидаем дальнейшего усиления трения — выше 35 %", — объяснил он.