Fists на богомолки скариди открили тайната на тежкотоварни материал

Shellfish отдавна привлече вниманието на биолози, не само поради естеството на поведението. Например, съдържаща се в черупки от раци и скариди химични съединения, такива като хитин, са широко използвани за създаване на биологично активни добавки, лекарства и козметика. В новото изследване, американски учени, изучаващи скарида богомолка, се приближиха до създаването на ултра-силни композитни материали.

Малки, но силни предни крайници скарида богомолка се развиват със скоростта на куршум, и лесно да се счупят черупката на жертвите, а дори и една чаша аквариум (снимка от Карлос Puma).

Ракообразни от Mantis на ред, известни като богомолка скариди могат да бъдат разделени в две групи, в зависимост от вида "оръжие"Използва се в лова. Ако един вид се превърнали в предните нокти остри ножове да атакуват мек плътен морски създания, други тези крайници като юмруци, както и техните мощни удари счупят черупката и зашеметяване на жертвата. Тези същества са били известни за организиране ритуални боеве, а победителят се определя от "точкуване",

Дейвид Kisailus (David Kisailus) и колегите му от университета на Калифорния в Ривърсайд продължение на осем години изучават техника и структурни шокове нокти "богомолка боксьори"За да се намерят начини за създаване на нови материали.

Изборът на обекта на изследване не е случайно - юмрука на богомолки скариди ускорява до 80 мили в час само три хилядни от секундата и се движи толкова бързо, че заври водата наоколо и създава звук ударна вълна. Има случаи, когато веслоноги един такъв удар разби стъклото на аквариума. В този случай, на самия нокът не получава никаква вреда, и беше очевидно, че тайната на този феноменален сила, за да се намери в структурата на натрупването на последния сегмент.

В предишно проучване, екипът е открил във вътрешните слоеве на спирала структура на епидидима, които играят ролята на пролетта и се гаси чрез енергията на удара. Сега, в проект, финансиран от Министерството на научните изследвания Военновъздушните сили на САЩ, изследователите са описани нова и уникална структура на външната повърхност на юмрука, който осигурява здравината на конструкцията, така високо.

Влакната на външния слой "юмрук"Структурирана под формата на "коледни елхи"Осигуряване на равномерно разпределение на енергията на удара
(Vector UC Riverside).

Химически анализ показва, че най-горния слой на натрупването на последния сегмент на барабана нокът хитин органични влакна, заобиколени от калциев фосфат кристали. Това съединение също е намерена в човешки кости. Но най-важното: силно минерализирани влакна не са подредени на случаен принцип, както в по-дълбоките слоеве, и строго структурирана под формата на "коледни елхи",

"По-рано, ние открихме, че рак-богомолка изпраща жертвата невероятна скорост, и това не вреди на собствените си крайници, но сега ние показахме, че свойствата на удароустойчив материал осигурява структура "коледно дърво"- се казва в съобщение за пресата, съавторът на проучването Никола Yaraghi (Никълъс Yaraghi).

За да се провери ефективността на наблюдаваните структурни влакна Kisailusa команда, адресирано до експерта в областта на гражданското инженерство Пабло Tsavatteri (Pablo Zavattieri) от университета Пърдю, който направи компютърен модел, а след това печатни материали с подобни 3D-структура на принтера.

Изчисленията показват, че формата на разположението на влакната осигурява равномерно разпределение на енергията на удара по цялата си повърхност. След това, тези констатации се потвърждават през истинският тест за подобен композитен материал.

Комбинацията от двете структури, отворете в "юмрук" Mantis скариди, спомага да се създаде още по-силна бронежилетки и каски, вярват учените. В допълнение, новите надникна в природата технология могат да бъдат използвани при производството на кутии на въздухоплавателни средства, кораби и превозни средства.

Повече информация за резултатите от изследването могат да бъдат намерени в статия, публикувана в изданието на съвременни материали.