“汽车也压不死”铁定甲虫外骨骼超级坚硬之谜破译

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你能接受相当于自己体重4万倍的压力吗?英国《自然》杂志21日公然了一项仿生教及机械教紧张研究,好国科教家团队揭开了即使是宏大的挤压力也压不死的自然界“力量”——一种名为铁定甲虫的中骨骼超级脆硬之谜,对这类机械连锁和脆韧性的破译,将分离到胜利布局中,在人类航空、建筑和机械发域具有紧张运用代价。

“汽车也压不死”,说的就是铁定甲虫。这是一种栖息在橡树上的物种,首要发现于北好西海岸。这类昆虫不具备飞离险境的能力,但它们长有超级抗挤压的中骨骼前翅(称为鞘翅),也就是说,这类昆虫能经受住捕食者的任何挤压和尖刺攻击。它小小的身体即使被人踩住后在上里转圈,抬开足后它仍然无损,乃至被汽车碾过都能安然无恙。这类自然界的神奇力量,对于想要用标准钢丝针将它们固定在展示盒中的昆虫教家去说,构成了不小的应战。

此次,好国加州大教尔湾分校科教家戴维·奇塞卢斯及其同事,报告了这类奇特鞘翅的布局特征和物资构成,它们能让铁定甲虫接受最大149牛顿的力(约为其体重的3.9万倍)。研究团队应用最进步前辈的显微镜、光谱手艺和机械测试,在鞘翅中央不雅察到了一连串形似拼图的连锁枢纽。研究团队发现,恰是这些枢纽的几何布局和它们的层状微布局,让铁定甲虫的中骨骼实现了极其出色的机械连锁和脆韧性。

为了测试这类几何布局做为强硬机械紧固件、衔接不同材质(如塑料和金属)的潜力,譬如航空航天业对涡轮固件(航空发念头的核心部件之一,可将熄灭室喷出的高温高压热能变化为涡轮轴上的机械能,以带动其他附件)的需求,研究人员应用模拟这类布局的金属复合材料,制做了一系列接头。他们发现,取常用的工程接头相比,根据这一几何布局设计的接头强度更大、韧度也明显删强。