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皮皮蝦的“鐵拳”或有助于開發航天器新材料
發布:lee_9124   時間:2018/1/18 22:24:52   閱讀:689 
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美國研究人員日前發現,中國人的盤中珍饈螳螂蝦的獨特鰲棒結構,可以保護它們在碾碎甲殼類獵物時自身不致受傷,或可為研發航天器所需超硬材料提供新思路。

螳螂蝦在中國俗稱“皮皮蝦”,正式名稱為“蝦蛄”,屬節肢動物門,甲殼亞門,軟甲綱,可分為用矛刺結構叉擊軟體獵物的“穿刺型”蝦蛄和用錘形鰲棒結構砸碎硬殼獵物的“粉碎型”蝦蛄。后者極具攻擊性,其鰲棒的水下攻擊速度可達每秒23米,在動物界堪為翹楚,但這也會對捕食者自身產生巨大沖擊。

為了弄清粉碎型蝦蛄的鰲棒為何能抵抗如此強的沖擊,美國加利福尼亞大學里弗賽德分校一個團隊專門對鰲棒的結構進行了研究。

鰲棒又被稱為“趾棒”,此前已知它是無機甲殼質構成的多層結構,外部是可以防沖擊的堅硬外衣,讓粉碎型蝦蛄可以發起迅猛攻擊。趾棒內部又分成兩個區域,第一個區域分布著螺旋狀纖維物質,可以吸收沖擊能量;第二個區域被稱為“條紋區”。

最新研究顯示,趾棒的條紋區高度整齊地排列著纖維物質,它們緊緊包裹著趾棒,保護趾棒遭受沖擊時不會擴張開裂。

“(整齊地)分布著纖維的條紋區,就像拳擊手比賽時用來裹緊拳頭的條形紗布一樣,通過將鰲棒壓緊,避免其發生致命的破裂。(內外)三個區域共同構成強度、耐用性和抗沖擊性超群的鰲棒。”主持研究的加州大學里弗賽德分校教授大衛·凱塞勒斯解釋說。

研究還發現,粉碎型蝦蛄的古老表親穿刺型蝦蛄也有類似條紋區結構。研究人員認為,這是用來防止又長又細的矛刺刺入獵物時發生變形。

美國空軍科研辦公室投資750萬美元資助了這項研究。相關論文發表在新一期美國《先進材料》雜志上。研究團隊希望據此開發下一代復合材料,包括航天器及運動頭盔等領域所需的超硬材料。


來源: 新華網
 
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