【趣闻】科学家“拜师”皮皮虾,借鉴开发航天器新材料
皮皮虾是广受食客欢迎的一道美味,然而最近,科学家们却将它与探索宇宙的航天器联系到了一起。美国加利福尼亚大学里弗赛德分校的一个研究团队近日在美国《先进材料》杂志上发表论文提出,皮皮虾独特的鳌棒结构可以在碾碎甲壳类猎物的同时,保护皮皮虾自身不受损伤,这或许可以为研发航天器所需超硬材料提供新思路。
皮皮虾的正式名称为“虾蛄”,属节肢动物门,甲壳亚门,软甲纲。可分为“穿刺型”虾蛄和“粉碎型”虾蛄。用锤形鳌棒结构砸碎硬壳猎物的“粉碎型”虾蛄极具攻击性,其鳌棒的水下攻击速度可达每秒23米,最大的击打力量可以达到1500牛,威力巨大,但这也会对虾蛄自身产生巨大冲击。
前肢上有两个“锤子”的粉碎型虾蛄
我们日常食用的大多数都是穿刺型虾蛄
研究人员指出,粉碎型虾蛄的鳌棒能抵抗如此强的冲击,主要在于其结构的独特性。鳌棒又被称为“趾棒”,此前已知它是无机甲壳
构成的多层结构,外部是可以防冲击的坚硬外衣,让粉碎型虾蛄可以发起迅猛攻击。趾棒内部又分成两个区域,第一个区域分布着螺旋状纤维物质,可以吸收冲击能量;第二个区域被称为“条纹区”。条纹区高度整齐地排列着纤维物质,它们紧紧包裹着趾棒,使趾棒遭受冲击时不会扩张开裂。
主持研究的加州大学里弗赛德分校教授大卫·凯塞勒斯解释说:“整齐分布着纤维的条纹区,就像拳击手比赛时用来裹紧拳头的条形纱布一样,通过将鳌棒压紧,避免其发生致命的破裂。内外三个区域共同构成了强度、耐用性和抗冲击性超群的鳌棒。”
美国空军科研办公室投资750万美元资助了这项研究,希望据此开发下一代复合材料,包括航天器及运动头盔等领域所需的超硬材料。
内容整理自:科普中国,图片来自网络。
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