El MIT crea un material antiresbaladizo para suelas de calzado inspirado en el origami

Investigadores del MIT han diseñado un material que aumenta la fricción y que podría utilizarse para fabricar la suela de los zapatos, con lo que se conseguiría un mayor agarre en superficies resbalizadas e, incluso, en el hielo. ¿Cómo lo han coseguido? Se han basado en el kirigami, una variación del origami que implica cortar el papel además de doblarlo, para crear este nuevo material de recubrimiento.

Las primeras pruebas de laboratorio, publicadas en la revista Nature, han demostrado que las suelas de zapatos recubiertas con este material tenían mayor fricción al caminar sobre hielo que el calzado que no lo tenía. Por ello, en un comunicado, los investigadores creen que podría ayudar a prevenir caídas peligrosas al andar sobre este tipo de superficies resbalizadas, que era uno de sus objetivos. 

El kirigami es una forma de arte que implica cortar intrincados patrones en hojas de papel y luego doblarlas para crear estructuras tridimensionales. Esta técnica ya ha sido utilizada por algunos científicos para desarrollar nuevos materiales como vendas que se adhieren más firmemente a las rodillas y otras articulaciones, y sensores que pueden usarse para cubrir la piel de los robots suaves y ayudarles a orientarse en el espacio.

En este caso, el equipo del MIT aplicó este enfoque para crear intrincados patrones de púas en una hoja de plástico o metal. Estas hojas, aplicadas a la suela de un zapato, permanecen planas mientras el usuario está de pie, pero los picos salen durante el movimiento natural de caminar, explican los investigaodres.

"La novedad de este tipo de superficie es que tenemos una transición de forma, de una superficie plana 2D a una geometría 3D con agujas que salen", apunta Sahab Babaee, autor principal de la publicación en Nature. "Puedes usar esos elementos para controlar la fricción, porque las agujas afiladas pueden saltar dentro y fuera según el estiramiento que apliques". 

Los investigadores crearon y probaron varios diseños diferentes, incluyendo la repetición de patrones de púas con forma de cuadrados, triángulos o curvas. Para cada forma, también probaron diferentes tamaños y arreglos, y cortaron los patrones tanto en láminas de plástico como en acero inoxidable. Para cada uno de los diseños, midieron la rigidez y el ángulo en el que las espigas salen cuando el material se estira.

Además, también midieron la fricción generada por cada diseño en una variedad de superficies: hielo, madera, suelos de vinilo y césped artificial. Y en todo ellos, el diseño del patrón de curvas cóncavas de su material aumentaba la fricción. Así, en los experimentos con personas lo han probado en todo tipo de calzados (desde zapatillas hasta botas de invierno) andando sobre una capa de hielo y la fricción generada era de un 25 a un 3%% más que llevando solo los zapatos sin el recubrimiento de su material.

La siguiente fase es cómo implementar este material en el calzado, por lo que los investigadores están considerando incrustarlo en las suelas o diseñarlas como un medio separado que pueda ser adherido cuando sea necesario. Asimismo, también están explorando la posibilidad de usar diferentes materiales, como un polímero parecido al caucho con una punta de acero reforzada.

Aunque la motivación original de los investigadores era evitar los resbalones en las superficies heladas, esperan que este tipo de agarre de los zapatos también pueda ser útil en otros entornos, como los ambientes de trabajo húmedos o aceitosos. "Estamos buscando rutas potenciales para comercializar el sistema, así como un mayor desarrollo a partir de diferentes casos de uso", dice Giovanni Traverso, profesor adjunto de ingeniería mecánica del MIT, profesor adjunto de la Facultad de Medicina de Harvard y gastroenterólogo del Hospital Brigham and Women's.