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鐵定甲蟲“壓不死”揭密:其鞘翅可承受3.9萬倍體重

http://dailynews.sina.com   2020年10月22日 06:33   中國新聞網

  中新網北京10月22日電 (記者 孫自法)國際著名學術期刊《自然》最新發表一項揭示鐵定甲蟲“壓不死”祕密的動物學研究論文稱,鐵定甲蟲的外骨骼如此堅硬的原因,在於其長有抗擠壓外骨骼前翅(稱爲鞘翅)的結構特徵和物質組成,它們能讓鐵定甲蟲承受最大149牛頓的力——約爲其體重的3.9萬倍。

  這項研究結果有助於解釋爲何巨大的擠壓力也壓不死鐵定甲蟲,或在航空等建築和工程領域具有應用價值。

  據介紹,鐵定甲蟲是一種棲息在橡樹上的物種,主要發現於北美西海岸。這種昆蟲不具備飛離險境的能力,但它們長有抗擠壓的鞘翅,也就是說,這種昆蟲能經受住捕食者的擠壓和尖刺攻擊,即使被汽車碾過都安然無恙。

  論文通訊作者、美國加州大學爾灣分校戴維·基薩盧斯(David Kisailus)和同事研究認爲,這種鞘翅的結構特徵和物質組成,它們能讓鐵定甲蟲承受最大149牛頓的力(約爲其體重的3.9萬倍)。研究人員利用先進的顯微鏡、光譜技術和機械測試,在鐵定甲蟲鞘翅中央觀察到一連串形似拼圖的聯鎖關節。他們發現,這些關節的幾何結構以及它們的層狀微結構,讓鐵定甲蟲的外骨骼實現了極其出色的機械聯鎖和堅韌性。

  爲測試這種幾何結構作爲強硬機械緊固件、連接不同材質(如塑料和金屬)的潛力——類似航空航天業對渦輪固件的需求,論文作者利用模擬這種結構的金屬複合材料製作了一系列接頭,並發現與常用的工程接頭相比,他們設計的接頭強度更大、韌度也顯著增強。(完)

 
 
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