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

近日，美國(guó)麻省理工學(xué)玩兒院Giovanni Travers請上o團隊受自然界中動物千奇百怪的行走方式的影響，利用Kiri森嗎gami折紙藝術，開(kāi)發(fā新懂)出一種(zhǒng)可以動态調節與地面(miàn)的摩擦力車議、有效增加抓地力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來請kirigami結構，其可以在鞋底平放和站厭彎曲變形時(shí)變換出不同的外形，以增強事訊鞋釘與步行表面(miàn)之間的摩擦性能(得離néng)，降低滑倒和摔倒的風險。

通過(guò)對(duì)切角（γ）和空間維度比（切片寬度δ與周期性栅是用格的特征長(cháng)度l之比）的調控，研究人員設計了不同機械響應模式的k朋水irigami圖案，包括凹型、三角型和凸型三種(zhǒn老信g)鞋釘形狀。并通過(guò)對(duì)三種(zhǒng)形狀的鞋釘（門計凹型、三角型、凸型）在常态和彎曲時(shí)與不同基底（冰面(miàn)、熱微乙烯基基底和硬木）的摩擦力進(j草議ìn)行表征。對(duì)于冰面(頻知miàn)和硬木而言，由于kirigami鞋釘穿舞如透深度較淺，其摩擦模式為平滑模湖雨式，即達到(dào)靜态摩擦力的峰值後(hòu)維持在動态摩擦力的平台期。而對能唱(duì)于乙烯基等的半硬基底，鞋釘穿木做透進(jìn)基底而呈現出粘滑模見房式，即摩擦力在最大值和最小值之間錯學周期性變化。不同形狀的鞋釘在不同基底上的規律也不盡相同，這(藍吃zhè)與其穿透能(néng)力有海但關。此外，相對(duì)于具有同樣(yàng)厚度同樣(雪和yàng)材質的常規鞋底，所有k聽相irigami結構都(dōu)具有明個業顯的抓地力優勢。與此同時(shí)，鞋釘的排內友布方式也至關重要，凹面(miàn)鞋釘的五種(zhǒng)不同排大紅布（單向(xiàng)、三列、交替行、方理銀格和鏡像）都(dōu)呈現出不同的抓地效技子果。

最後(hòu)，研究人員進(jìn)行了常規步幅行走時(shí)的鞋底喝票摩擦力的真人測試。通過(guò紙草)腳下的力學(xué)感應器分别測試腳底三個正交方向(短影xiàng)的力值變化，并與商品鞋底進(jì南木n)行對(duì)比發(fā)現，kirigami鞋底輛市展現出更強的最大摩擦力。此外，五種(zhǒng)不同排布方式的kiriga些喝mi鞋底在冰面(miàn)上的摩花東擦系數比多種(zhǒng)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花市)其設計成(chéng)一個單朋上獨的元素，嵌在鞋體下，以便在需費弟要時(shí)進(jìn)行附加的電。

論文題目：Bioinspired kirigami metasurfaces來通 as assistive shoe行討 grips

論文地址：https://www.n新看ature.com/articles/s區學41551-020-0564-3#Sec16