Wetenschappers ontwerpen kirigami-geïnspireerde schoenzool

De Japanse kunst van het vouwen en snijden van papier, oftewel kirigami, is spectaculair en indrukwekkend. Enkele wetenschappers hebben zich verdiept in de techniek voor een wel heel bijzondere reden: het creëren van anti-slip schoenen. Wat houdt dit precies in?

Wat is een kirigami-geïnspireerde schoenzool?

Wetenschappers hebben een kirigami-geïnspireerde schoenzool ontwikkeld. Dit houdt in dat er kleine spijkertjes uit het oppervlak omhoog komen. Dit gebeurt alleen wanneer de schoen tijdens het lopen wordt gebogen. Volgens de bedenkers zorgen de spikes ervoor dat je meer grip hebt op de schoen, waardoor de kans op lelijke valpartijen afneemt.

Meer grip

De wetenschappers hebben getracht om aan bestaande schoenoppervlaktes, zoals rubberen zolen of noppen, meer grip toe te voegen. De spijkertjes moeten hiervoor zorgen. De nieuwe schoenzolen komen goed van pas op gladde oppervlaktes, zoals ijs. Maar ze zijn ook zeer nuttig voor mensen die vaak werken op gladde en bijvoorbeeld olieachtige oppervlaktes.

Wrijvingsverbeterde eigenschappen

Dr. Giovanni Traverso, werkzaam aan het Massachusetts Institute of Technology in de Verenigde Staten, werkte mee aan de de kirigami-geïnspireerde schoenzool. Hij vertelt dat het systeem van kirigami inspiratie haalt uit wrijvingsverbeterende eigenschappen in de natuur. Denk bijvoorbeeld aan de sterke slangenhuid of de intrekbare klauwen van jachtluipaarden waarmee ze op hun prooi jagen.

Dynamisch, net als lopen

De kirigami schoenzool is dynamisch en veel minder statisch dan een standaard schoenzool. Logisch, vindt Traverso, want lopen is een dynamisch proces. Zodoende ontwikkelden de wetenschappers een heel nieuw systeem dat reageert op beweging. Het team paste kirigami technieken toe op platen van roestvrij staal, zo valt te lezen in het toonaangevende tijdschrift Nature Biomedical Engineering. Ze gebruiken tijdens het roces een lasersnijder. Nadat er diverse simulaties hadden plaatsgevonden, richtten de wetenschappers zich op drie patronen:

– Driehoekige sneden
– Sneden in de vorm van gebogen patronen
– Halfronde sneden

Wetenschappelijke testen

Het team voerde een aantal testen uit op verschillende oppervlaktes, zoals hardhout, ijs en vinul. De wetenschappers ontdekten dat schoenzolen meer wrijving hadden wanneer ze geknikt waren. De gebogen patronen presteerden het beste op ijs. Vervolgens werden de patronen aan de voorste helft van standaard schoenen met een rubberen onderkant bevestigd.

Naaldachtige spikes

In rust bleef het oppervlak van de zool vlak. Dat is niet bijzonder, maar omdat de zool van de schoen geknikt was toen de drager zijn hiel optilde kwamen er een aantal naaldachtige spikes uit de roestvrijstalen patch onder de voorkant van de schoen. Daardoor nam de wrijving van de schoenzool verder toe, wat meer grip en dus nieuwe inzichten opleverde.