Là thành phần cốt lõi trong cấu trúc giày dép tương tác trực tiếp với mặt đất, việc tối ưu hóa hiệu suất của đế giày luôn là trọng tâm nghiên cứu và phát triển của ngành. Trong những năm gần đây, với sự-thâm nhập chéo của khoa học vật liệu, cơ sinh học và công nghệ cảm biến thông minh, nghiên cứu đế giày dép đã đạt được những bước đột phá đáng kể về trọng lượng nhẹ, tích hợp chức năng và thích ứng với kịch bản, thúc đẩy sự phát triển của nó từ bộ phận chịu tải-thụ động sang nền tảng phản hồi chủ động.
Sự đổi mới đa dạng trong hệ thống vật liệu là động lực chính. Mặc dù đế ngoài bằng cao su truyền thống có khả năng chống mài mòn và chống trơn trượt- nhưng chúng có những hạn chế như độ cứng ở nhiệt độ-thấp và trọng lượng tương đối cao. Nghiên cứu hiện tại giới thiệu chất đàn hồi nhựa nhiệt dẻo (TPE) hoặc chất độn nano thông qua công nghệ biến đổi pha trộn để giảm trọng lượng riêng đồng thời duy trì độ bám và cải thiện khả năng chống chịu thời tiết. Việc tối ưu hóa công thức cao su-sinh học và cao su tái chế đạt được sự cân bằng giữa các đặc tính môi trường và đặc tính cơ học, với một số sản phẩm thử nghiệm tiếp cận các tiêu chuẩn thương mại. Chất liệu đế giữa đang phát triển từ bọt xốp EVA một lớp đến các cấu trúc tổng hợp, chẳng hạn như bọt mật độ gradient và nhiều lớp vật liệu xen kẽ (buồng gel/không khí/trụ đàn hồi), cung cấp lớp đệm khác biệt ở các giai đoạn đi bộ hoặc tập thể dục khác nhau-hấp thụ năng lượng cao khi tiếp đất và bật lại cao trong quá trình đẩy, giúp giảm tổn thất năng lượng và trì hoãn mệt mỏi một cách hiệu quả. Hơn nữa, các thiết kế cấu trúc mô phỏng sinh học (chẳng hạn như kết cấu tổ ong và gân lá) đang được đưa vào quá trình phát triển khuôn đế giữa, đạt được sự cải thiện tổng hợp về trọng lượng nhẹ và độ bền thông qua tối ưu hóa cấu trúc liên kết.
-Nghiên cứu cơ sinh học chuyên sâu đang làm cho thiết kế đế giày trở nên khoa học hơn. Dựa trên-phân tích dáng đi ba chiều và lập bản đồ áp suất lòng bàn chân, các nhà nghiên cứu có thể xác định chính xác đặc điểm lực của các nhóm khác nhau (chẳng hạn như người chạy bộ, người đi bộ đường dài và người già) và theo đó tối ưu hóa sự phân bổ mẫu đế ngoài, vùng độ cứng của đế giữa và cách bố trí khu vực hỗ trợ chính. Ví dụ: việc tăng độ cứng của tấm ổn định bên cho dáng đi nghiêng quá mức và gắn mô-đun đàn hồi cao-ở bàn chân trước để thực hiện các chuyển động có tác động-cao sẽ cải thiện tính an toàn và hiệu quả. Phương pháp thiết kế theo hướng dữ liệu-này đang dần thay thế mô hình-thử{9}}và{10}}lỗi dựa trên trải nghiệm, rút ngắn chu kỳ phát triển và cải thiện khả năng thích ứng.
Thông minh hóa và tích hợp chức năng đang trở thành-hướng đi tiên tiến. Việc thu nhỏ cảm biến áp suất linh hoạt, gia tốc kế và con quay hồi chuyển cho phép đế giày thu thập các thông số như nhịp, thời gian tiếp xúc mặt đất và lực phản ứng mặt đất trong thời gian thực. Sau đó, những dữ liệu này được truyền đến thiết bị đầu cuối thông qua-mô-đun không dây tiêu thụ điện năng thấp, cung cấp dữ liệu để theo dõi thể thao, huấn luyện phục hồi chức năng và an toàn lao động. Một số nghiên cứu đang khám phá việc đưa các vật liệu thay đổi pha được kiểm soát nhiệt độ-vào đế giữa, tận dụng sự thay đổi nhiệt độ cơ thể để điều chỉnh độ cứng và độ mềm cục bộ nhằm thích ứng với yêu cầu về sự thoải mái ở các nhiệt độ môi trường khác nhau. Hơn nữa, nghiên cứu về các vật liệu-tự phục hồi đang được tiến hành, sử dụng các tác nhân sửa chữa giải phóng chậm-được đóng gói vi mô hoặc các mạng liên kết chéo-có thể đảo ngược để cho phép các vết xước hoặc vết nứt nhỏ tự lành khi chịu áp lực, kéo dài tuổi thọ của đế.
Nhìn chung, nghiên cứu đế giày đang phát triển nhanh chóng theo hướng "-vật liệu hiệu suất cao-thiết kế cơ sinh học chính xác-tích hợp cảm biến thông minh". Kết quả không chỉ nâng cao ranh giới chức năng của giày dép mà còn cung cấp sự hỗ trợ phần cứng đáng tin cậy hơn cho việc quản lý sức khỏe và thể thao chuyên nghiệp, cho thấy rằng đế giày sẽ đóng vai trò trung tâm hơn trong các dịch vụ dựa trên kịch bản và-tương tác máy tính của con người-trong tương lai.
