世界上最凶猛的虾,可用来研究复合材料高科技武器

世界上最凶猛的虾,可用来研究复合材料高科技武器
皮皮虾,又称螳螂虾。在普罗大众眼里,它只是美味可口的盘中珍馐。而在科学上,它是大自然馈赠的新型生物复合材料。
皮皮虾眼中的自己
实际上,皮皮虾的性情十分刚烈,攻击力非常强,也是世界上最凶猛的虾。它胸前大螯钩有超强的弹射力,比子弹的速度还要快,快到在水中可以产生冲击波。
大自然最耐用的武器
皮皮虾以蜗牛、螃蟹等软体动物为食,能用钳子般的前螯击碎它们的外壳,力度高达500牛顿,足以打破水族箱的玻璃。除此之外,前螯还具有出色的弹性,这是一种许多动物外骨骼都有的有机物质。工程师们希望在制造材料中,尽可能还原地运用这种物质。
目前有许多工程师对皮皮虾有不同的研究成果,它的大螯钩可能是目前大自然最凶猛的捕食工具,能瞬间将猎物锤晕,再者大螯钩本身具有能够抵抗重复的重击,因为皮皮虾具有超过子弹的速度出击方式。
横截面描绘横纹区域
该区域包含一个独特的结构,包裹在球杆周围,以保护它免受伤害
科学家发现,具有良好弹性的原因在于它的螺旋形设计,它将在肢体中产生的微裂缝均匀分布在几丁质的扭曲纤维中。
这种独一无二的出击机制实际上是随着裂纹沿着纤维前进而增强的。由于裂纹本身分布在甲壳质中,压力实际上是从附属器官中出来的。科学家表示,这种设计可以防止皮皮虾因为出击快而受到伤害。皮皮虾的韧性就源自于它本身独特的部位,大螯钩打得越多,防护性越强。
皮皮虾应用于制造业
这种新材料可以运用于制造业。工程师运用3D打印模仿皮皮虾大螯钩的螺旋结构复合材料,并观察了裂缝的扭曲图样,希它们像在虾上面一样逼真。
图源来自:台湾博物馆
模仿这种构造,可以帮助人们研制出更好的防弹服——目前的防弹复合材料主要使用硅酸盐、玻璃纤维、特富龙和橡胶,其性能远不如皮皮虾的天然材料。除了可用作防弹服外,这种多层生物复合材料还可用来制造多种其它高强度有机混合材料,如工业陶瓷等。在未来,工程师期望将这些技术和研发经验应用于大规模生产此类复合材料,这种材料的应用潜力是非常巨大的。

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