切り紙着想のコーティングで靴のグリップ力向上、氷上や滑りやすい路面で威力発揮
日本の伝統芸術「切り紙(キリガミ)」から着想を得たエンジニアたちが、靴底に塗布することで氷やその他の滑りやすい路面での摩擦力を大幅に高める新素材を開発しました。
折り紙の一種である切り紙は、紙を切ることと折ることを組み合わせた技法です。このアプローチを用いて、プラスチックや金属のシートに精巧なスパイク模様を形成。このシートを靴底に貼り付けると、着用者が立っている間は平らなままですが、歩行時の自然な動きに合わせてスパイクが飛び出す仕組みになっています。
多様なデザインを検証、最も効果的なのは「凹曲線」パターン
研究チームは、正方形、三角形、曲線形状のスパイクを規則正しく配置した複数のデザインを作成。各形状についてサイズと配列を変え、プラスチックシートとステンレス鋼の両方にパターンを切り出しました。それぞれの設計について、剛性と素材が伸ばされた際にスパイクが飛び出す角度を測定しています。
さらに、氷、木材、ビニール床、人工芝など多様な路面での摩擦力を測定。すべてのデザインで摩擦力が向上しましたが、最も優れた結果を示したのは「凹曲線」パターンでした。このコーティングをスニーカーや冬用ブーツなど様々な靴に取り付け、厚さ1インチ(約2.54cm)の氷で覆ったフォースプレート(床反力計)上を被験者が歩行する実験を行ったところ、キリガミコーティングありの場合、靴単体と比較して摩擦力が20〜35%向上することが確認されました。
実用化に向けた課題と展望
現在、研究チームはキリガミ表面を靴に組み込む最適な方法を検討中です。ソールに埋め込む方式と、必要な時に取り付け可能な別体式の両方を視野に入れています。この技術が実用化されれば、冬場の転倒事故防止や、高齢者・作業員の安全性向上に大きく貢献することが期待されます。
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