Pěsti Mantis krevety objevil tajemství těžkých materiálů

Měkkýše již dlouho přitahuje pozornost biologů, a to nejen vzhledem k povaze chování. Například obsažené ve skořápkách krabů a garnátů chemické sloučeniny, jako je chitin, jsou široce používány pro tvorbu biologicky aktivní doplňky, léky a kosmetiku. V nové studii amerických vědců, kteří studují Mantis krevety, se přiblížil k vytvoření ultra-silnými kompozitních materiálů.

Malé, ale silné přední končetiny kudlanka krevety vyvinout rychlost kulky, a snadno rozbít skořápku obětí, a dokonce i sklo akvária (Foto: Carlos Puma).

Korýši z řádu mantis, známé jako mantis krevet lze rozdělit do dvou skupin podle typu "zbraně"Používá se při lovu. Pokud jeden druh vyvinul do přední drápy ostré nože do útoku s měkkým tělem mořských tvorů, jiní tyto údy jako pěsti a jejich mocné úderů rozbít skořápku a omráčit oběť. Tito tvorové byli známí zorganizovat rituální zápasy a vítěz je dán "scoring",

David Kisailus (David Kisailus) a jeho kolegové z University of California v Riverside osm let studoval techniku ​​a struktura rázů drápy "Mantis-boxeři"Chcete-li najít způsoby, jak vytvořit nové materiály.

Volba objektu výzkumu není náhodné - pěst z kudlanka krevet akceleruje na 80 mph za pouhé tři tisíciny sekundy a se pohybuje tak rychle, že se voda vaří se kolem sebe a vytváří zvukovou vlnu. Existují případy, kdy copepods jeden takový úder rozbil sklo akvária. V tomto případě, dráp sám nepřijímá žádnou škodu, a bylo zřejmé, že tajemství této fenomenální silou lze nalézt ve struktuře nahromadění do posledního segmentu.

V předchozí studii, tým zjistil ve vnitřních vrstvách spirálové struktury nadvarlete, které hrají roli pružiny a rozloží nárazové energie. Nyní, v rámci projektu financovaného Odborem vědeckého výzkumu amerického letectva, vědci popsali novou a jedinečnou strukturu vnějšího povrchu pěst, která poskytuje konstrukční pevnost tak vysoko.

Vlákna vnější vrstvy "pěst"Strukturované ve formě "Vánoční stromky"Poskytují rovnoměrné rozložení energie nárazu
(Vector UC Riverside).

Chemická analýza ukázala, že se horní vrstva nahromadění v posledním segmentu bubnu dráp chitinu organická vlákna, obklopené fosforečnanu vápenatého krystaly. Tato sloučenina je také nalezený v lidské kosti. Ale co je nejdůležitější: vysoce mineralizované vlákna nejsou uspořádány nahodile jako v hlubších vrstvách, a přísně strukturovaná v podobě "Vánoční stromky",

"Dříve jsme zjistili, že rakovina-kudlanka odešle oběť neuvěřitelné hybnosti, a to nepoškozuje své vlastní končetiny, ale teď jsme ukázali, že vlastnosti materiálu odolného poskytuje strukturu "vánoční strom"- píše se v tiskové zprávě, spoluautor studie Nicholas Yaraghi (Nicholas Yaraghi).

Vyzkoušet, jak účinná pozorovaná struktura vlákna Kisailusa příkaz adresovaný odborník v inženýrské Pablo Tsavatteri (Pablo Zavattieri) z Purdue University, který provedl počítačový model, a pak tištěný materiál s podobnou 3D-struktury na tiskárně.

Výpočty ukazují, že tvar uspořádání vláken zajišťuje rovnoměrné rozložení energie nárazu po celém jeho povrchu. Potom byla tato zjištění v průběhu reálného testu podobného kompozitního materiálu potvrzena.

Kombinace těchto dvou struktur, otevřít v "pěst" Mantis krevety, pomáhá vytvořit ještě silnější neprůstřelné vesty a helmy, věří vědci. Kromě toho nové nahlédl v přírodě technologie mohou být použity při výrobě obalů letadel, lodí a vozidel.

Více informací o výsledcích studie lze nalézt v článku publikovaném v edici Advanced Materials.