Tendo como inspiração a arte japonesa, engenheiros do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) criaram um material que, usado na sola de sapatos, aumenta o atrito com o solo. Dessa forma, ele reduz o risco de quedas em superfícies comuns e até mesmo nas mais escorregadias, como o gelo.
A equipe estadunidense escolheu como referência o kirigami, uma variação do origami em que os pedaços de papel são cortados e dobrados para se chegar à figura escolhida. A mesma técnica serviu recentemente de modelo para o desenvolvimento de materiais usados em ataduras, aumentando também a adesão a partes mais articuladas do corpo, como os joelhos.
No caso do trabalho do MIT, o kirigami ajudou os engenheiros a criarem padrões intricados de pontas em uma folha de plástico ou metal. Essas folhas, aplicadas na sola de sapatos, permanecem planas enquanto o usuário está em pé, mas as ranhuras da sola mudam de formato durante o movimento natural da caminhada.
“A novidade desse tipo de superfície é que, com as agulhas que saem da sola, temos uma transição de forma de uma superfície plana 2D para uma geometria 3D. Você pode usar esses elementos para controlar o atrito porque as agulhas afiadas podem entrar e sair com base no alongamento aplicado”, detalha Sahab Babaee, principal autor do artigo, divulgado, neste mês na revista Nature Biomedical Engineering.
Ranhuras côncavas
Para chegar ao formato, a equipe criou e testou projetos distintos, incluindo padrões repetidos de ranhuras em forma de quadrado, triângulo ou curvas. Para cada forma, os cientistas testaram diferentes tamanhos e arranjos e cortaram os padrões em chapas de plástico e aço inoxidável. Em todos os casos, foi medido o atrito gerado em uma variedade de superfícies, como gelo, madeira, piso de vinil e grama artificial.
Segundo a equipe do MIT, todos os projetos aumentaram a aderência aos solos, sendo que o padrão de curvas côncavas apresentou o melhor desempenho. Nos testes com humanos, esse formato foi colocado em sapatos diversos, como tênis e botas de inverno. Os voluntários caminharam sobre uma placa de força — um instrumento que mede as forças exercidas no chão — coberta por uma camada de gelo. Detectou-se que o revestimento inspirado no kirigami aumentou de 20% a 35% o atrito gerado, quando comparado a calçados comuns.
Idosos
A população que passou dos 60 anos faz parte do grupo que poderá ser beneficiado com a nova tecnologia. “As quedas são a principal causa de morte para adultos mais velhos e a segunda principal causa de mortes relacionadas ao trabalho. Se pudéssemos controlar e aumentar o atrito entre as pessoas e o solo, poderíamos reduzir o risco desses tipos de queda, que não apenas custam vidas, mas bilhões de dólares em contas médicas todos os anos”, enfatiza Giovanni Traverso, professor-assistente de engenharia mecânica do MIT e coautor do artigo.
Melhorar a mobilidade de sapatos usados em terrenos de difícil acesso, como áreas de resgate, é outra frente cogitada pela equipe. Agora, eles buscam determinar a melhor maneira de anexar e incorporar as superfícies de kirigami aos sapatos: há a possibilidade de o formato fazer parte das solas ou ser projetado como um elemento que poderá ser anexado a elas quando houver necessidade. “Estamos analisando possíveis rotas para comercializar o sistema, bem como o desenvolvimento do sistema por meio de diferentes casos de uso”, diz Giovanni Traverso.