Šakama od Mantis škampi otkrio tajnu teške materijala

Školjke odavno privukao pozornost biologa, ne samo zbog prirode ponašanja. Na primjer, sadržana u ljušture rakova i škampa kemijskih spojeva, kao što su hitin, široko se koriste za stvaranje biološki aktivnih dodataka, lijekove i kozmetiku. U novoj studiji, američki znanstvenici proučavaju morska bogomoljka, pristupio stvaranje ultra jakih kompozitnih materijala.

Mali, ali snažni prednjih morska bogomoljka razviti brzinu metka, i lako slomiti ljusku žrtava, pa čak i stakleni akvarij (foto Carlos Puma).

Rakovi iz reda bogomoljka, poznat kao Mantis škampi mogu se podijeliti u dvije skupine prema vrsti "ruke"Koristi se u lovu. Ako jedna vrsta evoluirala u prednji kandže oštre noževe za napad mekana i mirisa morskih, drugi ove udovima poput šake, i njihove jače udarce razbiti ljusku i onesvijestiti žrtvu. Ova bića su poznati organizirati ritualne borbe, a pobjednik se određuje "urezivanje",

David Kisailus (David Kisailus) i njegovi kolege sa Sveučilišta California u Riverside osam godina proučavao tehniku ​​i struktura šokovi kandže "Mantis-boksača"Da biste pronašli načine za stvaranje novih materijala.

Izbor predmeta istraživanja nije slučajno - šakom od Mantis škampi ubrzava do 80 mph u samo tri tisućinke sekunde, a kreće se tako brzo da voda prokuha oko i stvara zvučni udarni val. Postoje slučajevi kada su veslonošci jedan takav udarac razbio staklo na akvariju. U tom slučaju, sama nokat ne primaju nikakvu štetu, a bilo je očito da je tajna ovog fenomenalnog snage može se naći u strukturi graditi-gore na zadnjem segmentu.

U nedavnom istraživanju, tim je pronašao u unutarnjim slojevima spiralne strukture epididimisa, koji igraju ulogu u proljeće i gasi energije sudara. Sada, u projektu koji financira Odjel za znanstvena istraživanja američkog ratnog zrakoplovstva, istraživači su opisali novu i jedinstvenu strukturu vanjske površine šake, koja pruža strukturnu snagu tako visok.

Vlakna od vanjskog sloja "pesnica"Strukturirana u obliku "božićna drvca"Osigurati ravnomjernu raspodjelu energije sudara
(Vector UC Riverside).

Kemijska analiza je pokazala da je gornji sloj nakupljanja na zadnjem dijelu bubnja nokat hitina organskih vlakana okružene kalcijev fosfat kristala. Taj spoj također nalaze u ljudskim kostima. No, najvažnije: visoko mineralizirana vlakna nisu raspoređeni nasumično kao u dublje slojeve, i strogo strukturiran u obliku "božićna drvca",

"Prije toga, otkrili smo da je rak-Mantis šalje žrtvu nevjerojatan zamah, a ne oštećuje vlastite udove, ali sada smo pokazali da su svojstva materijala otpornog na udarac daje strukturu "jelka"- navodi se u priopćenju, ko-autor studije Nikola Yaraghi (Nikola Yaraghi).

Za testiranje koliko je učinkovit promatrane strukture vlakna Kisailusa naredba upućena stručnjak u građevinarstvu Pablo Tsavatteri (Pablo Zavattieri) iz Purdue University, koji je učinio modelu računala, a zatim tiskani materijal sa sličnim 3D strukture na pisaču.

Izračuni pokazuju da je oblik aranžmana vlakana osigurava ravnomjernu raspodjelu energije sudara preko cijele njegove površine. Zatim, ti rezultati su za vrijeme pravi test slične kompozitnih materijala potvrđena.

Kombinacija dvaju objekata, otvaranje u "pesnica" Morska bogomoljka, pomaže stvoriti još jači tijelo oklop i kacigu, vjeruju znanstvenici. Osim toga, novi proviri u tehnologiji prirode mogu se koristiti u proizvodnji kućišta zrakoplova, brodova i vozila.

Više informacija o rezultatima istraživanja može se naći u članku objavljenom u izdanju Advanced Materials.