「鋼鐵」甲蟲:汽車也「軋不死」

2020-11-23 中國科學院

「鋼鐵」甲蟲:汽車也「軋不死」

2020-10-23 中國科學報 唐一塵

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  當昆蟲學家第一次告知,一種不起眼的黑甲蟲在被汽車碾過後依然倖存時,Jesus Rivera表示懷疑。然後他試了試,發現這隻蟲子毫髮無傷地離開了。現在,這位美國加州大學歐文分校的博士摸清了這種甲蟲成功的秘密。

  《自然》10月21日發表的一項研究指出了鐵定甲蟲的外骨骼如此堅硬的原因。研究結果有助於解釋為何巨大的擠壓力也壓不死鐵定甲蟲,這或在航空等建築和工程領域具有應用價值。

  鐵定甲蟲是一種棲息在橡樹上的物種,主要生活在北美西海岸。和其他甲蟲一樣,它在遇到危險時也會裝死。研究人員發現,儘管這種小蟲子比一粒米大不了多少,但卻能承受相當於其體重3.9萬倍的壓碎力。它們長有抗擠壓外骨骼前翅(稱為鞘翅),也就是說,它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。這種能力對於想要用標準大頭針將它們固定在展示盒中的昆蟲學家來說是個不小的挑戰。

  研究人員報導了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。利用先進的顯微鏡、光譜技術和機械測試,研究人員在鞘翅中央觀察到一連串形似拼圖的連鎖關節。科學家發現,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連鎖和堅韌性。

  為了測試這種幾何結構作為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,研究人員利用模擬這種結構的金屬複合材料製作了一系列接頭。他們發現,與常用的工程接頭相比,新接頭強度更大,韌度也顯著增強。

  誰知道呢,也許有一天你會看到一輛大眾甲殼蟲汽車和甲殼蟲一樣堅硬。

  相關論文信息:

  https://doi.org/10.1038/s41586-020-2813-8


  當昆蟲學家第一次告知,一種不起眼的黑甲蟲在被汽車碾過後依然倖存時,Jesus Rivera表示懷疑。然後他試了試,發現這隻蟲子毫髮無傷地離開了。現在,這位美國加州大學歐文分校的博士摸清了這種甲蟲成功的秘密。
  《自然》10月21日發表的一項研究指出了鐵定甲蟲的外骨骼如此堅硬的原因。研究結果有助於解釋為何巨大的擠壓力也壓不死鐵定甲蟲,這或在航空等建築和工程領域具有應用價值。
  鐵定甲蟲是一種棲息在橡樹上的物種,主要生活在北美西海岸。和其他甲蟲一樣,它在遇到危險時也會裝死。研究人員發現,儘管這種小蟲子比一粒米大不了多少,但卻能承受相當於其體重3.9萬倍的壓碎力。它們長有抗擠壓外骨骼前翅(稱為鞘翅),也就是說,它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。這種能力對於想要用標準大頭針將它們固定在展示盒中的昆蟲學家來說是個不小的挑戰。
  研究人員報導了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。利用先進的顯微鏡、光譜技術和機械測試,研究人員在鞘翅中央觀察到一連串形似拼圖的連鎖關節。科學家發現,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連鎖和堅韌性。
  為了測試這種幾何結構作為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,研究人員利用模擬這種結構的金屬複合材料製作了一系列接頭。他們發現,與常用的工程接頭相比,新接頭強度更大,韌度也顯著增強。
  誰知道呢,也許有一天你會看到一輛大眾甲殼蟲汽車和甲殼蟲一樣堅硬。
  相關論文信息:
  https://doi.org/10.1038/s41586-020-2813-8
  

列印 責任編輯:侯茜

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