地球上的昆蟲種類超過了100萬種，是數量最多的生物群體。在所有昆蟲中，最強悍的是誰？
肯定不會是蟑螂，號稱小強的蟑螂，你一拖鞋就能拍死它。除了你外，小強的天敵還有很多，青蛙、老鼠、壁虎、蜘蛛都會吃它，就連比它個頭小的寄生黃蜂也會下毒把蟑螂變成奴隸，成為黃蜂幼蟲的糧食。
比小強還強悍的蟲子是大強，名叫鐵甲蟲，就是圖片裡這隻黑蟲子。雖然個頭比蟑螂還小，但是在自然界裡幾乎沒有天敵。原因很簡單，吃蟲子的老鼠和蜥蜴都咬不動它。
鐵甲蟲只有2釐米長，模樣平淡無奇，一身鐵甲，能扛千斤。你用拖鞋根本拍不死它，別說是拖鞋，就連汽車壓過都碾不死它。做標本時，其他昆蟲用一枚大頭針就能固定，而鐵甲蟲的外殼，連釘子都敲不進去，只能用電鑽給它打個孔。
它的鐵甲能承受多重的壓力？加州大學聯合普渡大學團隊做測試，用兩塊鋼板來擠壓鐵甲蟲，測試結果是在外殼破裂之前，它能扛住149牛頓的力量。149牛頓相當於15.2公斤的力，等於鐵甲蟲自身體重的3萬9千倍，相比之下，蟑螂小強只能承受自己體重900倍的力量。
擁有自然界頂級鎧甲，比小強還強幾十倍的大強，日子過得卻很低調。生活在美國西部和墨西哥的鐵甲蟲並不活躍，它會鑽到樹皮裡，或是爬到巖石下埋伏躲藏。
鐵甲蟲的鞘翅
鐵甲蟲是鞘翅目，就是金龜子、七星瓢蟲、屎殼郎這一夥甲蟲家裡的成員。只是其它甲蟲會飛，鐵甲蟲卻不會。甲蟲的前翅是鞘翅，平時關閉保護身體，起飛時前翅展開，打開藏在下面的後翅，後翅是薄薄的膜翅，用來飛行。不會飛的鐵甲蟲，它的膜翅已經退化了，鞘翅跟身體的外殼連成一個整體，不能打開。
團隊用微電腦斷層掃描技術剖析了鐵甲蟲，找到了鞘翅跟身體連接的秘密。我們先來看背上兩片鞘翅之間的連接，這裡鐵甲蟲採用了交叉縫合技術。鞘翅邊緣的結構很像拼圖的碎片，有橢圓形的外凸和內凹，把外凸鑲嵌到內凹處，就能連接起碎片。鞘翅的邊緣上，交錯布滿了一排外凸內凹的鋸齒，像拉鏈一樣把兩片鞘翅鑲嵌連接。
現在來看背上鞘翅跟腹部外殼處的連接，鞘翅跟外殼有3種連接結構，第一種是像手指交叉一樣的鎖定，第二種是像門閂插銷一樣鎖定，第三種是直接貼合，沒有鎖定結構。正是這三種不同方式的連接，讓鐵甲蟲的外殼既能抵抗住壓力，保護內臟不受傷，又能變形，讓它能夠鑽到巖石下，或是樹皮和樹幹之間的狹小空隙裡。
來看細節，青色區域是第一種連接結構，手指交叉鎖緊，這裡鞘翅和外殼鎖緊，不能變形，承壓力最強。紫色區域，是第二種連接結構，插銷鎖定，這裡外殼能夠上下滑動，輕微變形。綠色區域，是第三種連接結構，直接貼合，這裡變形的幅度最大，甲蟲的肚皮可以被壓扁一點兒。
鐵甲蟲的甲殼
除了連接結構外，鐵甲蟲外殼上的材料構造也很精緻。扛得住汽車碾壓的甲殼，並不是鋼鐵鑄造，而是普通的生物材質，跟其他甲蟲、螃蟹、蝦米的甲殼一樣，由幾丁質，纖維和蛋白質構成。但是跟其他甲蟲不一樣的是，鐵甲蟲的甲殼非常厚實，鞘翅上的蛋白質比例比會飛的甲蟲要高出10%。
飛行技能退化並不是一件壞事，不用考慮飛行載重，鐵甲蟲裝備了一身比其他甲蟲更加厚重的鎧甲，遇到危險，其他甲蟲展翅能飛，而鐵甲蟲能用一身鐵甲抵抗刀槍。
它的鐵甲分三層，最外層是薄薄的防水層，中層和裡層是厚厚的角質層。組成角質層的幾丁質並不是簡單地平行排列，而是扭轉堆砌。鐵甲蟲跟以前我們盤過的螳螂蝦很像，甲殼中的幾丁質纖維束像螺旋樓梯一樣，旋轉排列。每一層纖維層在排列時，比下一層旋轉了一個角度，一層層像扭麻花一樣疊加堆高，最終完成180度的旋轉。
團隊用碳纖維環氧複合材料，分不同角度交錯疊加，壓製成新材料。相比於普通的碳纖維，螺旋結構的新材料抗衝擊性能提高20%以上。
當重力擊打在甲殼上，螺旋纖維層能夠阻止在重擊下開裂的裂紋擴散，而且螺旋纖維層的優勢在接口連接處更加明顯。來看細節，在兩片鞘翅連接處施壓，你認為哪個部位最先斷裂？按照製造工程的經驗，接頭會在應力最集中的薄弱部位斷裂。鞘翅鋸齒狀的連接處，橢圓形外凸的「脖子」處最細，應該最先斷裂。
實際上並不是，圖片上的黃箭頭是施壓實驗時的斷裂處，最細的地方鑲嵌得很緊，沒有斷裂。在外力重擊時，纖維層一層層之間的間距拉開，分散壓力，最後斷裂時是沿著纖維層撕裂，而螺旋結構增加了撕裂阻礙，外殼不會直接斷成兩截，而是錯齒狀裂開。
團隊用碳纖維材料，模仿鞘翅的拼圖鋸齒，做成外凸和內凹互鎖的連接結構。新型鋸齒狀連接，比傳統的鉚釘和螺栓能抵抗更強的外力。
螺旋結構的新材料，再加上鋸齒連接的新零件，替換掉現有飛機上的材料和連接零件，能做出重量更輕，強度更高的新材料飛機。
擁有自然界裡最強鎧甲的鐵甲蟲，雖然不會飛，卻能帶領飛機飛得更高更快更強。