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由聚氨酯制成的橡胶鞋可(kě)以“攫住”冰面

作者:admin 来源:http://www.jxpus.com 时间:2016-08-26 小(xiǎo)
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  这种冬季防滑鞋的鞋底是由内嵌成千上万的玻璃纤维丝的橡胶塑料制成,纤维丝暴露于橡胶表面就像一颗颗微小(xiǎo)的钉子可(kě)以攫住冰面。
 
 
  研究组测试该复合材料制成的防滑鞋,让实验志(zhì)愿者穿上鞋子行走在冰面覆盖的倾斜地板上。该倾斜地板是 “Winterlab/冬季实验室” (左图)的一部分(fēn),那是一个独立可(kě)倾斜的实验空间,是多(duō)伦多(duō)康复所挑战环境测试评估实验室的一部分(fēn) 。 图片来源:Reza Rizvi, Yue Li, and Sharon Ravindran/ 多(duō)伦多(duō)康复所
 
由聚氨酯制成的橡胶鞋可(kě)以“攫住”冰面(图1)

  这种冬季防滑鞋的鞋底是由内嵌成千上万的玻璃纤维丝的橡胶塑料制成,纤维丝暴露于橡胶表面就像一颗颗微小(xiǎo)的钉子可(kě)以攫住冰面。
 
 
  研究组测试该复合材料制成的防滑鞋,让实验志(zhì)愿者穿上鞋子行走在冰面覆盖的倾斜地板上。该倾斜地板是 “Winterlab/冬季实验室” (左图)的一部分(fēn),那是一个独立可(kě)倾斜的实验空间,是多(duō)伦多(duō)康复所挑战环境测试评估实验室的一部分(fēn) 。 图片来源:Reza Rizvi, Yue Li, and Sharon Ravindran/ 多(duō)伦多(duō)康复所
 
 
  研究组测试该复合材料制成的防滑鞋,让实验志(zhì)愿者穿上鞋子行走在冰面覆盖的倾斜地板上。该倾斜地板是 “Winterlab/冬季实验室” (左图)的一部分(fēn),那是一个独立可(kě)倾斜的实验空间,是多(duō)伦多(duō)康复所挑战环境测试评估实验室的一部分(fēn) 。
 
 
  加拿(ná)大科(kē)學(xué)家研发了一种价廉有(yǒu)效的方法将玻璃纤维埋入弹力橡胶中,该新(xīn)型材料可(kě)用(yòng)来制成冬天的防滑鞋。
 
 
  2015年3月17日华盛顿—在今年的二月,暴风雪(xuě)在美國(guó)东海岸和其他(tā)地區(qū)创下纪录,所到之处使公路,人行道冰雪(xuě)覆盖,隐患重重。近加拿(ná)大科(kē)學(xué)家研发了一些新(xīn)方法可(kě)用(yòng)来大规模生产防滑材料,这种材料有(yǒu)助于行人在雪(xuě)后的冰面安全步行。
 
 
  该材料是由玻璃纤维埋入柔韧的弹力橡胶中制成,有(yǒu)望在将来的某天用(yòng)来制作冬季防滑鞋底。 研究者们将制作过程发表在美國(guó)物(wù)理(lǐ)联合会出版的《应用(yòng)物(wù)理(lǐ)快报》中。
 
 
  研究者们在一个新(xīn)型封闭实验室中测试了该材料。实验室的地板被覆盖上冰雪(xuě),整个实验室可(kě)被吊起在空中,倾斜成一定角度,实验志(zhì)愿者穿上用(yòng)这种材料制成的鞋子在地板上行走,研究者们将实验室的角度不断倾斜直到志(zhì)愿者的鞋子开始打滑。(该实验室配有(yǒu)气垫墙和安全带用(yòng)以避免可(kě)能(néng)出现的危险跌倒和受伤)。
 
 
  “我想每个曾在冬天冰面上跌倒过的人都会知道那是一种怎样痛苦的體(tǐ)验,” 多(duō)伦多(duō)康复所的博士后研究员Reza Rizvi这样说,他(tā)一直在研发能(néng)够在冰面上更好防滑的材料。“想想看因為(wèi)滑倒而造成的骨折或者残疾—这些都是冰面覆盖的人行道和马路上所存在的隐患,这样的跌跤有(yǒu)可(kě)能(néng)改变人的一生。尤其对于老年人来说, 在冰面滑倒所造成的髋骨折可(kě)以是致命的。”
 
 
  该研究团队的领者多(duō)伦多(duō)康复所的Tilak Dutta 指出滑倒也只是危害之一。“同样严重的危害是,许多(duō)老年人因為(wèi)害怕冬天跌倒而选择長(cháng)时间呆在室内。缺乏运动和封闭会对健康产生更大的危害。因此我们需要给老年人研制一种更好的防滑鞋,好让他(tā)们在冬天可(kě)以放心外出,保证正常的活动频率。”
 
 
  冰面是非常危险的,Rizvi说,当温度接近零摄氏度时,冰表面的液态水会很(hěn)容易形成一种薄滑层。而高花(huā)纹底的鞋子可(kě)以穿过冰表面的薄滑层攫住固态的冰,从而使鞋子具有(yǒu)更好的防滑能(néng)力,Rizvi说。但花(huā)纹底也存在一定的危险性,比如当鞋子的纹路卡在冰里无法拔出。 另外,高花(huā)纹底的鞋子在坚硬潮湿的大理(lǐ)石或者瓷砖表面是很(hěn)易滑的,因此需要研发一种更好的材料用(yòng)来制作冬季的防滑鞋,研究人员说。
 
 
  把橡胶转化成砂纸
 
 
  Rizvi和他(tā)的同事,包括来自多(duō)伦多(duō)大學(xué)智能(néng)材料与适应性系统实验室的Hani Naguib,共同研究出了一种方法,生产出的橡胶可(kě)以微观地“攫住”冰面。
 
 
  该材料是由一种叫做热塑性聚氨酯的橡胶塑料制成,成千上万的玻璃纤维被埋入其中伸展到橡胶外如一个个微小(xiǎo)的钉子,使橡胶有(yǒu)如细砂纸般的感觉。
 
 
  该材料看似普通的橡胶,亦可(kě)拉伸变形,Rizvi说。在干燥的表面,如大铺地砖上,该材料的功能(néng)如普通橡胶一样。但是在冰面上,这种混合了玻璃纤维的橡胶则展示出明显优于普通橡胶的防滑能(néng)力。
 
 
  “据观察,这种复合材料的摩擦系数可(kě)用(yòng)来减少人行道的滑倒事件,”Rizvi说。“将这种材料用(yòng)于我们的日常生活可(kě)减少冬季因滑倒而造成的受伤。”
 
 
  现有(yǒu)的制作这种材料的方法是将玻璃纤维平行地挤压进橡胶板,然后重新(xīn)切割定向使得玻璃纤维暴露出橡胶表面如同针垫上的突出的针。
 
 
  “制作这种高摩擦系数的混合材料并不昂贵,但是切割和重新(xīn)定向的过程不是那么容易扩展的,”Rizvi说。研究组已经找到一种使生产过程自动化的方法以便大规模价廉地生产这种材料。
 
 
  研究组强调下一步的研究工作将在于进一步提高材料的耐磨性。他(tā)们的测试表明该材料的防滑性能(néng)会随着使用(yòng)次数的增加而损耗,因此还不适用(yòng)于商(shāng)业化制作鞋类,它的耐用(yòng)性需要提高。
 
 
  “我很(hěn)开心我们的研究能(néng)够解决冬季里安全的一个重要社会问题,”Rizvi说。
 
 
  “这项工作有(yǒu)潜力对由冬季跌滑而引起的大量昂贵的公共健康问题产生真正有(yǒu)意义的影响,也会显着提高居住在北方寒冷气候中居民(mín)的生活质量。”Dutta补充道。
  研究组测试该复合材料制成的防滑鞋,让实验志(zhì)愿者穿上鞋子行走在冰面覆盖的倾斜地板上。该倾斜地板是 “Winterlab/冬季实验室” (左图)的一部分(fēn),那是一个独立可(kě)倾斜的实验空间,是多(duō)伦多(duō)康复所挑战环境测试评估实验室的一部分(fēn) 。
 
 
  加拿(ná)大科(kē)學(xué)家研发了一种价廉有(yǒu)效的方法将玻璃纤维埋入弹力橡胶中,该新(xīn)型材料可(kě)用(yòng)来制成冬天的防滑鞋。
 
 
  2015年3月17日华盛顿—在今年的二月,暴风雪(xuě)在美國(guó)东海岸和其他(tā)地區(qū)创下纪录,所到之处使公路,人行道冰雪(xuě)覆盖,隐患重重。近加拿(ná)大科(kē)學(xué)家研发了一些新(xīn)方法可(kě)用(yòng)来大规模生产防滑材料,这种材料有(yǒu)助于行人在雪(xuě)后的冰面安全步行。
 
 
  该材料是由玻璃纤维埋入柔韧的弹力橡胶中制成,有(yǒu)望在将来的某天用(yòng)来制作冬季防滑鞋底。 研究者们将制作过程发表在美國(guó)物(wù)理(lǐ)联合会出版的《应用(yòng)物(wù)理(lǐ)快报》中。
 
 
  研究者们在一个新(xīn)型封闭实验室中测试了该材料。实验室的地板被覆盖上冰雪(xuě),整个实验室可(kě)被吊起在空中,倾斜成一定角度,实验志(zhì)愿者穿上用(yòng)这种材料制成的鞋子在地板上行走,研究者们将实验室的角度不断倾斜直到志(zhì)愿者的鞋子开始打滑。(该实验室配有(yǒu)气垫墙和安全带用(yòng)以避免可(kě)能(néng)出现的危险跌倒和受伤)。
 
 
  “我想每个曾在冬天冰面上跌倒过的人都会知道那是一种怎样痛苦的體(tǐ)验,” 多(duō)伦多(duō)康复所的博士后研究员Reza Rizvi这样说,他(tā)一直在研发能(néng)够在冰面上更好防滑的材料。“想想看因為(wèi)滑倒而造成的骨折或者残疾—这些都是冰面覆盖的人行道和马路上所存在的隐患,这样的跌跤有(yǒu)可(kě)能(néng)改变人的一生。尤其对于老年人来说, 在冰面滑倒所造成的髋骨折可(kě)以是致命的。”
 
 
  该研究团队的领者多(duō)伦多(duō)康复所的Tilak Dutta 指出滑倒也只是危害之一。“同样严重的危害是,许多(duō)老年人因為(wèi)害怕冬天跌倒而选择長(cháng)时间呆在室内。缺乏运动和封闭会对健康产生更大的危害。因此我们需要给老年人研制一种更好的防滑鞋,好让他(tā)们在冬天可(kě)以放心外出,保证正常的活动频率。”
 
 
  冰面是非常危险的,Rizvi说,当温度接近零摄氏度时,冰表面的液态水会很(hěn)容易形成一种薄滑层。而高花(huā)纹底的鞋子可(kě)以穿过冰表面的薄滑层攫住固态的冰,从而使鞋子具有(yǒu)更好的防滑能(néng)力,Rizvi说。但花(huā)纹底也存在一定的危险性,比如当鞋子的纹路卡在冰里无法拔出。 另外,高花(huā)纹底的鞋子在坚硬潮湿的大理(lǐ)石或者瓷砖表面是很(hěn)易滑的,因此需要研发一种更好的材料用(yòng)来制作冬季的防滑鞋,研究人员说。
 
 
  把橡胶转化成砂纸
 
 
  Rizvi和他(tā)的同事,包括来自多(duō)伦多(duō)大學(xué)智能(néng)材料与适应性系统实验室的Hani Naguib,共同研究出了一种方法,生产出的橡胶可(kě)以微观地“攫住”冰面。
 
 
  该材料是由一种叫做热塑性聚氨酯的橡胶塑料制成,成千上万的玻璃纤维被埋入其中伸展到橡胶外如一个个微小(xiǎo)的钉子,使橡胶有(yǒu)如细砂纸般的感觉。
 
 
  该材料看似普通的橡胶,亦可(kě)拉伸变形,Rizvi说。在干燥的表面,如大铺地砖上,该材料的功能(néng)如普通橡胶一样。但是在冰面上,这种混合了玻璃纤维的橡胶则展示出明显优于普通橡胶的防滑能(néng)力。
 
 
  “据观察,这种复合材料的摩擦系数可(kě)用(yòng)来减少人行道的滑倒事件,”Rizvi说。“将这种材料用(yòng)于我们的日常生活可(kě)减少冬季因滑倒而造成的受伤。”
 
 
  现有(yǒu)的制作这种材料的方法是将玻璃纤维平行地挤压进橡胶板,然后重新(xīn)切割定向使得玻璃纤维暴露出橡胶表面如同针垫上的突出的针。
 
 
  “制作这种高摩擦系数的混合材料并不昂贵,但是切割和重新(xīn)定向的过程不是那么容易扩展的,”Rizvi说。研究组已经找到一种使生产过程自动化的方法以便大规模价廉地生产这种材料。
 
 
  研究组强调下一步的研究工作将在于进一步提高材料的耐磨性。他(tā)们的测试表明该材料的防滑性能(néng)会随着使用(yòng)次数的增加而损耗,因此还不适用(yòng)于商(shāng)业化制作鞋类,它的耐用(yòng)性需要提高。
 
 
  “我很(hěn)开心我们的研究能(néng)够解决冬季里安全的一个重要社会问题,”Rizvi说。
 
 
  “这项工作有(yǒu)潜力对由冬季跌滑而引起的大量昂贵的公共健康问题产生真正有(yǒu)意义的影响,也会显着提高居住在北方寒冷气候中居民(mín)的生活质量。”Dutta补充道。
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