Los revestimientos podrían mejorar la tracción en superficies resbaladizas

Inspirándose en el kirigami, el arte japonés de cortar papel, los ingenieros diseñaron un material que aumenta la fricción y que podría usarse para recubrir las suelas de los zapatos, otorgándoles un agarre más fuerte sobre el hielo y otras superficies resbaladizas.

Para crear el revestimiento se utilizó kirigami, una variación del origami que consiste en cortar papel y doblarlo. Las pruebas de laboratorio mostraron que cuando las personas que usaban zapatos recubiertos con kirigami caminaban sobre una superficie helada, generaban más fricción que los zapatos sin recubrimiento. La incorporación de este recubrimiento en los zapatos podría ayudar a prevenir caídas peligrosas sobre el hielo y otras superficies peligrosas.

Algunos científicos han utilizado recientemente kirigami para desarrollar nuevos materiales, como vendajes que se adhieren de manera más segura a las rodillas y otras articulaciones, así como sensores que se pueden usar para cubrir la piel de los robots blandos y ayudarlos a orientarse en el espacio. En este caso, el equipo aplicó este enfoque para crear intrincados patrones de púas en una hoja de plástico o metal. Estas láminas, aplicadas a la suela de un zapato, permanecen planas mientras el usuario está de pie, pero las puntas sobresalen durante el movimiento natural de caminar.

Los investigadores crearon y probaron varios diseños diferentes, incluidos patrones repetitivos de picos en forma de cuadrados, triángulos o curvas. Para cada forma, también probaron diferentes tamaños y disposiciones y cortaron los patrones en láminas de plástico y acero inoxidable. Para cada uno de los diseños, midieron la rigidez y el ángulo en el que sobresalen las púas cuando se estira el material.

También midieron la fricción generada por cada diseño en una variedad de superficies, como hielo, madera, pisos de vinilo y césped artificial. Encontraron que todos los diseños aumentaron la fricción, con los mejores resultados producidos por un patrón de curvas cóncavas. Luego usaron los recubrimientos de curvas cóncavas para pruebas con voluntarios humanos. Unieron los revestimientos a varios tipos de zapatos, incluidos tenis y botas de invierno, y midieron la fricción producida cuando los sujetos caminaban sobre una placa de fuerza, un instrumento que mide las fuerzas ejercidas sobre el suelo, cubierta con una capa de hielo de 1" de espesor. .

Descubrieron que con los revestimientos de kirigami adheridos, la cantidad de fricción generada era entre un 20 y un 35 por ciento mayor que la fricción generada por los zapatos solos.

Ahora están trabajando para determinar la mejor manera de unir e incorporar las superficies kirigami. Están considerando incrustarlos en las suelas o diseñarlos como un elemento separado que podría adjuntarse cuando sea necesario.