Päste Mantis krevety objavil tajomstvo ťažkých materiálov

Mäkkýše už dlho priťahuje pozornosť biológov, a to nielen vzhľadom na povahu správania. Napríklad obsiahnuté v škrupinách krabov a kreviet chemické zlúčeniny, ako je chitín, sú široko používané pre tvorbu biologicky aktívne doplnky, lieky a kozmetiku. V novej štúdii amerických vedcov, ktorí študujú Mantis krevety, sa priblížil k vytvoreniu ultra-silnými kompozitných materiálov.

Malé, ale silné predné končatiny modlivka krevety vyvinúť rýchlosť guľky, a ľahko rozbiť škrupinu obetí, a dokonca aj sklo akvária (Foto: Carlos Puma).

Kôrovce z rádu mantisu, známe ako mantisu kreviet možno rozdeliť do dvoch skupín podľa typu "zbrane"Používa sa pri love. Ak jeden druh vyvinul do prednej pazúry ostré nože do útoku s mäkkým telom morských tvorov, iní tieto údy ako päste a ich mocné úderov rozbiť škrupinu a omráčiť obeť. Títo tvorovia boli známi zorganizovať rituálne zápasy a víťaz je daný "scoring",

David Kisailus (David Kisailus) a jeho kolegovia z University of California v Riverside osem rokov študoval techniku ​​a štruktúra rázov pazúry "Mantis-boxeri"Ak chcete nájsť spôsoby, ako vytvoriť nové materiály.

Voľba objektu výskumu nie je náhodné - päsť z modlivka kreviet akceleruje na 80 mph iba za tri tisíciny sekundy a sa pohybuje tak rýchlo, že sa voda varí sa okolo seba a vytvára zvukovú vlnu. Existujú prípady, keď copepods jeden taký úder rozbil sklo akvária. V tomto prípade, pazúr sám neprijíma žiadnu škodu, a bolo zrejmé, že tajomstvo tejto fenomenálnej silou možno nájsť v štruktúre nahromadenie do posledného segmentu.

V predchádzajúcej štúdii, tím zistil vo vnútorných vrstvách špirálové štruktúry nadsemenníka, ktoré hrajú úlohu pružiny a rozloží nárazovej energie. Teraz, v rámci projektu financovaného Odborom vedeckého výskumu amerického letectva, vedci popísali novú a jedinečnú štruktúru vonkajšieho povrchu päsť, ktorá poskytuje konštrukčnú pevnosť tak vysoko.

Vlákna vonkajšej vrstvy "päsť"Štruktúrované vo forme "Vianočné stromčeky"Poskytujú rovnomerné rozloženie energie nárazu
(Vector UC Riverside).

Chemická analýza ukázala, že sa horná vrstva nahromadenie v poslednom segmente bubne pazúr chitínu organické vlákna, obklopené fosforečnanu vápenatého kryštály. Táto zlúčenina je tiež nájdený v ľudskej kosti. Ale čo je najdôležitejšie: vysoko mineralizované vlákna nie sú usporiadané náhodne ako v hlbších vrstvách, a prísne štruktúrovaná v podobe "Vianočné stromčeky",

"Predtým sme zistili, že rakovina-modlivka odošle obeť neuveriteľné hybnosti, a to nepoškodzuje svoje vlastné končatiny, ale teraz sme ukázali, že vlastnosti materiálu odolného poskytuje štruktúru "vianočný strom"- píše sa v tlačovej správe, spoluautor štúdie Nicholas Yaraghi (Nicholas Yaraghi).

Vyskúšať, ako účinná pozorovaná štruktúra vlákna Kisailusa príkaz adresovaný odborník v inžinierske Pablo Tsavatteri (Pablo Zavattieri) z Purdue University, ktorý vykonal počítačový model, a potom tlačený materiál s podobnou 3D-štruktúry na tlačiarni.

Výpočty ukazujú, že tvar usporiadanie vlákien zaisťuje rovnomerné rozloženie energie nárazu po celom jeho povrchu. Potom bola tieto zistenia v priebehu reálneho testu podobného kompozitného materiálu potvrdená.

Kombinácia týchto dvoch štruktúr, otvoriť v "päsť" Mantis krevety, pomáha vytvoriť ešte silnejšie nepriestrelné vesty a helmy, verí vedci. Okrem toho nové nahliadol v prírode technológie môžu byť použité pri výrobe obalov lietadiel, lodí a vozidiel.

Viac informácií o výsledkoch štúdie možno nájsť v článku publikovanom v edícii Advanced Materials.