本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
這種外觀迷幻的孔雀螳螂蝦(Odontodactylus scyllarus)有一種非常不好鬥的方式來獲取食物:敲擊。
這種小型(3至18釐米長)、獨居的口足類動物揮舞著兩個卑鄙的錘狀附肢。每個棒狀指節僅寬5毫米,就能產生500牛頓的力。這足以擊碎標準家用魚缸的玻璃。但更重要的是蝦的利益,它可以擊碎腹足動物和其他受到良好保護的獵物的殼,從而抓取一些蝸牛外賣。
但是,這種瘋狂的甲殼類動物的棒槌如何施加如此具有破壞性的打擊數千次而自身不受損壞呢?一項新的研究於6月7日在《科學》雜誌線上發表,研究了這種令人印象深刻的武器的內部構造。
支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道: 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保有關塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的故事的未來。
研究人員稱,這種棒槌具有多層礦化的硬質和吸震材料,這項研究由哈佛大學Wyss生物啟發工程研究所的詹姆斯·韋弗領導。如果棒槌確實發生了小的斷裂,由於其幾丁質纖維的鋸齒狀結構以交叉角度排列,因此不太可能擴散。
格拉斯哥大學工程學院的K·伊麗莎白·坦納在同一期《科學》雜誌的一篇文章中寫道:“從天然材料(如所描述的材料)中獲得的見解可能會在裝甲板中找到應用。” 這種蝦的棒槌表明,一些小的結構元件可能會產生很大的影響。“裝甲設計師可以使用奈米複合材料模型來最佳化抗衝擊性,”她寫道。
歷史表明,至少在古羅馬時代,人類就已經在使用類似的方法,即使技術含量較低。正如螳螂蝦棒槌的交叉纖維一樣,羅馬盾牌的製作方式是“將木材層組合在一起,使紋理方向在垂直和水平之間交替,並用膠水粘合在一起,”坦納寫道。“由此產生的盾牌包含交替的剛性和柔順層,類似於在棒狀指節的週期性和條紋區域發現的那些,”她指出。
這種蝦令人印象深刻的能力幾乎不止於其棒槌的組成。其打擊速度可以加速到每秒23米,產生空化氣泡,從而增加對目標的衝擊力(例如“軟體動物的殼、螃蟹的外骨骼、小魚的頭骨和偶爾疲憊的漁民”,研究人員指出)。這些節肢動物還配備了動物王國中最令人驚歎的視覺硬體。與我們配備三種顏色感應色素不同,它們有十二種。真是太迷幻了。