2018-01-17 15:39:21 周舟 林小春
美國研究人員日前發(fā)現(xiàn)，中國人的盤中珍饈螳螂蝦的獨特鰲棒結(jié)構(gòu)，可以保護它們在碾碎甲殼類獵物時自身不致受傷，或可為研發(fā)航天器所需超硬材料提供新思路。
螳螂蝦在中國俗稱“皮皮蝦”，正式名稱為“蝦蛄”，屬節(jié)肢動物門，甲殼亞門，軟甲綱，可分為用矛刺結(jié)構(gòu)叉擊軟體獵物的“穿刺型”蝦蛄和用錘形鰲棒結(jié)構(gòu)砸碎硬殼獵物的“粉碎型”蝦蛄。后者極具攻擊性，其鰲棒的水下攻擊速度可達每秒２３米，在動物界堪為翹楚，但這也會對捕食者自身產(chǎn)生巨大沖擊。
為了弄清粉碎型蝦蛄的鰲棒為何能抵抗如此強的沖擊，美國加利福尼亞大學里弗賽德分校一個團隊專門對鰲棒的結(jié)構(gòu)進行了研究。
鰲棒又被稱為“趾棒”，此前已知它是無機甲殼質(zhì)構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)，外部是可以防沖擊的堅硬外衣，讓粉碎型蝦蛄可以發(fā)起迅猛攻擊。趾棒內(nèi)部又分成兩個區(qū)域，第一個區(qū)域分布著螺旋狀纖維物質(zhì)，可以吸收沖擊能量；第二個區(qū)域被稱為“條紋區(qū)”。
最新研究顯示，趾棒的條紋區(qū)高度整齊地排列著纖維物質(zhì)，它們緊緊包裹著趾棒，保護趾棒遭受沖擊時不會擴張開裂。
“（整齊地）分布著纖維的條紋區(qū)，就像拳擊手比賽時用來裹緊拳頭的條形紗布一樣，通過將鰲棒壓緊，避免其發(fā)生致命的破裂。（內(nèi)外）三個區(qū)域共同構(gòu)成強度、耐用性和抗沖擊性超群的鰲棒。”主持研究的加州大學里弗賽德分校教授大衛(wèi)·凱塞勒斯解釋說。
研究還發(fā)現(xiàn)，粉碎型蝦蛄的古老表親穿刺型蝦蛄也有類似條紋區(qū)結(jié)構(gòu)。研究人員認為，這是用來防止又長又細的矛刺刺入獵物時發(fā)生變形。
美國空軍科研辦公室投資７５０萬美元資助了這項研究。相關(guān)論文發(fā)表在新一期美國《先進材料》雜志上。研究團隊希望據(jù)此開發(fā)下一代復合材料，包括航天器及運動頭盔等領(lǐng)域所需的超硬材料。
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