3D

Jun 12, 2023

Независимо от того, являетесь ли вы спортсменом или человеком, испытывающим боли в ногах, важно устранить участки повышенного давления на подошвах обуви. Экспериментальная стелька могла бы помочь, показывая, где расположены такие области во время различных занятий.

В настоящее время, чтобы составить «карту давления» подошв ног человека, специалист заставляет его ходить босиком по чувствительному к давлению коврику в клинике стопы. Затем для пациента будут изготовлены индивидуальные стельки, форма которых позволяет снизить давление в тех областях стоп, где оно возникает чаще всего.

Хотя эта система работает нормально, медленная ходьба по небольшому участку коврика не обязательно отражает то, что человек делает ногами в течение обычного дня. А для спортсменов это определенно не дает полной картины давления на стопы, которое они испытывают во время бега и прыжков.

В поисках лучшей альтернативы ученые из швейцарских исследовательских институтов ETH Zurich, Empa и EPFL разработали новые стельки. Устройства, которые можно носить внутри существующей пары обуви, содержат несколько пьезоэлектрических датчиков, расположенных в местах, где обычно возникает давление.

Хотя текущие прототипы жестко подключены к компьютеру и источнику питания, идея состоит в том, что окончательную беспроводную версию можно будет носить в течение дня в течение нескольких дней, записывая и отображая точки давления. Эти данные затем можно будет использовать для создания набора индивидуальных постоянных стелек, напечатанных на 3D-принтере.

Фактически, сами стельки, чувствительные к давлению, напечатаны на 3D-принтере. Сначала укладывается гибкий базовый слой из наночастиц силикона и целлюлозы. Затем проводящие серебряные чернила используются для печати проводников на этой основе. Затем чернила сажи используются для печати датчиков на проводниках. Наконец, наносится еще один слой силикона для защиты электроники.

Этот относительно простой и недорогой производственный процесс является одним из основных преимуществ этой технологии, поскольку он позволит продавать стельки по гораздо более низкой цене, чем существующие продукты. И в ходе проведенных до сих пор испытаний новые стельки показали себя очень хорошо.

«По обнаруженным закономерностям давления можно определить, идет ли кто-то, бегает, поднимается по лестнице или даже несет тяжелый груз на спине — в этом случае давление больше смещается на пятку», — сказал соавтор Empa и Жилберто Сикейра из ETH. руководитель исследования.

Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале Scientific Reports.

Источник: Эмпа