【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新材料，具体而言，涉及一种鞋底及其性能调节方法、运动鞋。
技术介绍
1、现有鞋底多采用橡胶、塑料等材料通过注塑制成，通过在鞋底添加复杂的花纹为鞋底提供摩擦力。然而，这种设计形式降低了鞋子的吸能减振作用，同时鞋子缺少个性化定制能力。此外，鞋底通常由实心结构组成，通过材料的弹性实现减振作用，这种设计形式的减振作用有限且不可调节。另外，鞋底的底面提供的摩擦力有限，无法很好的适应光滑路面的行走要求。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是以下问题中的至少一种：在长途走路过程中，现有的鞋底，容易使脚底出现磨泡；现有的鞋底吸能减振功能不佳，且无法实现减振功能的调节。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
3、一种鞋底，包括从上至下依次连接的脚面接触部、点阵超材料夹芯层和地面接触部；所述脚面接触部由手性力学超材料制成，所述手性力学超材料的胞元包括中间圆环和连接所述中间圆环的多个韧带，多个所述韧带与所述中间圆环的连接方式与风扇的叶片与风扇轴的连接方式相同；所述鞋底使用形状记忆聚合物复合材料4d打印而成。
4、较佳地，所述韧带由至少一个弧形条组成。
5、较佳地，所述手性力学超材料的胞元包括4个或6个所述韧带。
6、较佳地，所述点阵超材料夹芯层包括bcc点阵超材料夹芯层、octet点阵超材料夹芯层、三维六边形蜂窝点阵超材料夹芯层和kelvin点阵超材料夹芯层中的一种。
7、较佳地，所述地面接触部
8、较佳地，所述形状记忆聚合物复合材料包括基体和增强相，其中，所述基体包括环氧基形状记忆聚合物、氰酸酯基形状记忆聚合物、聚酰亚胺基形状记忆聚合物和苯乙烯基形状记忆聚合物中的一种或多种。
9、较佳地，所述增强相包括碳纳米管、碳纤维、凯夫拉纤维和芳纶纤维中的一种或多种。
10、本专利技术还提供了一种鞋底的性能调节方法，用于调节如上所述的鞋底的性能，包括：
11、对鞋底施加外界刺激，使所述鞋底的温度升高至玻璃化转变温度以上，然后施加载荷，使所述鞋底的形状由初始形状变为目标形状，将所述鞋底的温度降低至玻璃化转变温度之下，以使所述鞋底的形状保持为所述目标形状。
12、较佳地，所述外界刺激的形式包括热驱动、磁驱动、溶液驱动、射频驱动、微波驱动和光驱动中一种或多种。
13、本专利技术还提供了一种运动鞋，包括如上所述的鞋底。
14、与现有技术相比，本专利技术提供的鞋底由脚面接触部、点阵超材料夹芯层和地面接触部组成，其中，脚面接触部由手性力学超材料制成，该手性力学超材料的胞元包括中间圆环和连接所述中间圆环的多个韧带，多个所述韧带与所述中间圆环的连接方式类似于风扇的叶片与风扇轴的连接方式，该手性力学超材料的胞元的结构参照生物组织卷曲、缠绕状的胶原纤维构型设计而成，使得脚面接触部的力学性能，可更好的匹配生物组织(如皮肤等)的力学性能、变形性能，脚面接触部可以更好匹配脚底的皮肤变形，有效避免在长途走路过程中脚出现磨泡情况的发生。点阵超材料夹芯层中的点阵力学超材料具有吸能、减振作用，在外界冲击载荷下，点阵超材料夹芯层通过屈曲变形实现能量耗散、减振等功能，使得鞋底具有较佳的吸能减振功能；另外，脚面接触部在载荷作用下，可发生面外变形，可为鞋底提供额外的缓冲作用。另外，由于本专利技术的鞋底使用形状记忆聚合物复合材料4d打印而成，且脚面接触部和点阵超材料夹芯层均由超材料结构单元组成，因而可以通过外界刺激来调整鞋底的形状，从而调整鞋底的各种性能(包括减振功能)。另外，本专利技术中点阵超材料夹芯层的刚度较高，而脚面接触部刚度较低，在相同的载荷下，脚面接触部可产生较大的变形，而点阵超材料夹芯层产生的变形较小，点阵超材料夹芯层可以对脚面接触部起到一定的约束作用，防止脚面接触部产生较大的变形，从而可有效防止脚面与脚面接触部发生相互滑动，从而使得脚面接触部能够更好的适应脚底变形。综上，本专利技术提供的鞋底具有较佳的减振功能，能够较好的匹配脚面皮肤变形，并且可根据使用者的需求对鞋底的性能进行调节。
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1.一种鞋底，其特征在于，包括从上至下依次连接的脚面接触部(1)、点阵超材料夹芯层(2)和地面接触部(3)；所述脚面接触部(1)由手性力学超材料制成，所述手性力学超材料的胞元包括中间圆环(101)和连接所述中间圆环(101)的多个韧带(102)，多个所述韧带(102)与所述中间圆环(101)的连接方式与风扇的叶片与风扇轴的连接方式相同；所述鞋底使用形状记忆聚合物复合材料4D打印而成。
2.根据权利要求1所述的鞋底，其特征在于，所述韧带(102)由至少一个弧形条组成。
3.根据权利要求1所述的鞋底，其特征在于，所述手性力学超材料的胞元包括4个或6个所述韧带(102)。
4.根据权利要求1所述的鞋底，其特征在于，所述点阵超材料夹芯层(2)包括BCC点阵超材料夹芯层、Octet点阵超材料夹芯层、三维六边形蜂窝点阵超材料夹芯层和Kelvin点阵超材料夹芯层中的一种。
5.根据权利要求1所述的鞋底，其特征在于，所述地面接触部(3)包括由仿蛇鳞片结构的剪纸超材料组成。
6.根据权利要求1所述的鞋底，其特征在于，所述形状记忆聚合物复合
7.根据权利要求6所述的鞋底，其特征在于，所述增强相包括碳纳米管、碳纤维、凯夫拉纤维和芳纶纤维中的一种或多种。
8.一种鞋底的性能调节方法，用于调节如权利要求1-7任一项所述的鞋底的性能，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的鞋底的性能调节方法，其特征在于，所述外界刺激的形式包括热驱动、磁驱动、溶液驱动、射频驱动、微波驱动和光驱动中一种或多种。
10.一种运动鞋，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的鞋底。
...【技术特征摘要】
1.一种鞋底，其特征在于，包括从上至下依次连接的脚面接触部(1)、点阵超材料夹芯层(2)和地面接触部(3)；所述脚面接触部(1)由手性力学超材料制成，所述手性力学超材料的胞元包括中间圆环(101)和连接所述中间圆环(101)的多个韧带(102)，多个所述韧带(102)与所述中间圆环(101)的连接方式与风扇的叶片与风扇轴的连接方式相同；所述鞋底使用形状记忆聚合物复合材料4d打印而成。
2.根据权利要求1所述的鞋底，其特征在于，所述韧带(102)由至少一个弧形条组成。
3.根据权利要求1所述的鞋底，其特征在于，所述手性力学超材料的胞元包括4个或6个所述韧带(102)。
4.根据权利要求1所述的鞋底，其特征在于，所述点阵超材料夹芯层(2)包括bcc点阵超材料夹芯层、octet点阵超材料夹芯层、三维六边形蜂窝点阵超材料夹芯层和kelvin点阵超材料夹芯层中的一种。
【专利技术属性】
技术研发人员：辛晓洲，冷劲松，刘彦菊，刘立武，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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