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科学家研究皮皮虾力量巨大的螯的秘密

 所谓的螳螂虾也就是大家口中的所谓皮皮虾了,不过想必大家不知道的是皮皮虾是一种比较好斗的海洋生物,其强健的鳌,为其提供了强劲的资本。

近日,普渡大学和加利福尼亚大学河滨分校的研究人员们,就为我们揭开了螳螂虾肌力惊人、同时又不会对自身造成永久性损伤的机制。基于这项研究,有助于我们研发出一类新型超强材料。

螳螂虾是一种相当好斗的海生物,其前螯一旦出击,足以对软体动物和螃蟹造成严重的伤害。在某些极端的情况下,它甚至连水族馆的玻璃都能击碎。

对于它们如何承受如此剧烈反复的动作,科学家们一直深感好奇。此前,加州大学河滨分校已经研究过它的“螺旋状”结构,并在外表面上找到了吸收冲击的人字形纹理。

借助这些信息,研究人员设计出了极其坚韧的新型复合材料。而在新研究中,团队想要深入了解这种结构如何保护其肢体免受伤害:

首先,他们用螳螂虾前螯的螺旋结构打印出了模型材料。尽管在反复碰撞后观察到了裂纹的形成,但有趣的是,这不仅没有损害材料的完整性、反而对其性能有所增强。

事实证明,裂纹与前螯中甲壳素纤维的扭曲结构相呼应,能够抵消冲击能量、并阻止裂纹的进一步发展。研究合著者 Pablo Zavattieri 表示:

这种机制此前从未被详细研究过,我们发现,随着裂纹的发展,其拓展的驱动力逐渐减小、并促进了其它类似机制的形成,从而防止材料发生灾难性的破坏。

Twisting Cracks = Super Strength for Mantis Shrimp(via)

有关这项研究的论文,其中一篇发表在近日出版的《生物医学材料:力学行为》(Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials)期刊上,

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