「巨骨舌魚」的魚鱗「暗藏玄機」,美空軍將它用到新型裝甲的研發

2020-12-03 谷火平觀察

動物仿生學武器研究是近年來軍工科技領域的前沿熱點。從全球範圍來看,美國在這一領域已經取得了一系列成果。比如,美國軍工科研人員就對生活在亞馬遜河流的「巨骨舌魚」產生了濃厚興趣。體型巨大的「巨骨舌魚」通常都和兇殘的食人魚群生活在同一水域,然而有著鋼牙利齒的食人魚卻對「巨骨舌魚」有口難下。原來,「巨骨舌魚」的魚鱗暗藏玄機,有著獨特的螺旋膠合板微納結構。這一生物特徵讓「巨骨舌魚」擁有了一層無比堅硬的「魚皮盔甲」,可以抵禦各種自然天敵的傷害。基於此,美國空軍資助加州大學對「巨骨舌魚」的魚鱗進行深度研究,希望從中汲取靈感進行新型裝甲材料的研發。

主要棲息在亞馬遜河的「巨骨舌魚」是世界上體型最大的淡水魚之一。一般來說,成年「巨骨舌魚」體長會達到3米以上,體重超過200公斤。根據科學家的研究,「巨骨舌魚」早在億年前就已經出現在地球上,是現存為數不多的遠古生物之一。從其形態來說,沒有鬍鬚的「巨骨舌魚」擁有很大的嘴巴,一般會以魚蝦和蛙類為食物。近年來,由於「巨骨舌魚」肉味鮮美,被大量引進到亞洲,成為不可多得的高端食材。特別是由於其巨大的軀體和緩慢的移動,可以讓捕獵者輕鬆捕獲。甚至當人類靠近「巨骨舌魚」時,它們也不會做出逃離和警覺反應,任由人類抓捕。因此,目前野生「巨骨舌魚」的數量因為過度捕撈而急劇下降。

儘管「巨骨舌魚」不是人類的對手,但在河流中,它卻是天不怕地不怕。根據科學家研究發現,「巨骨舌魚」不僅體型巨大,其力量也十分驚人。它最為霸道的攻擊方式就是「神龍擺尾」,其尾部甩出的力道足以將一名成年男性擊倒,甚至可以擊碎人體的骨骼讓其造成內傷。除了霸道的攻擊力之外,「巨骨舌魚」的超強防禦力堪稱動物界中少有的頂級裝備。眾所周知,亞馬遜河中真正的「殺手」就是破壞力強大的食人魚群。咬合力霸道的食人魚成群出沒,可以將所經之處的眾多生物啃食得骨肉無存,其中也包括人類。不過令人驚奇的是,面對行動緩慢且「憨頭憨腦」的「巨骨舌魚」,食人魚群卻秋毫無犯。這並非是食人魚對美味的魚肉不感興趣,而是因為沒有一副好牙口。

美國加州大學的科學家們就對「巨骨舌魚」的「魚皮盔甲」進行了深度研究,其奧秘就在於魚鱗之中。原來,和普通魚類的鱗片不同,「巨骨舌魚」的鱗片不僅十分堅韌,而且還暗藏的內層。儘管其內層鱗片的主要成分是柔軟的膠原蛋白,但同不斷吸取礦物質的外層礦化鱗片相結合,就形成了天然的防禦裝甲。與此同時,「巨骨舌魚」的鱗片呈現出非常罕見的螺旋膠合板微納結構,堪稱天然的「反應裝甲」。一旦有外力施加,比如食人魚的撕咬,這層外界「反應裝甲」就會自然做出伸展反應,抵消掉外界的施加力量。

可以說,科學家的這一發現,為現代軍用裝甲材料,特別是防彈衣的研發提供了無限靈感。因為目前主流的防彈背心也是這種多層裝甲結構,採用多層彈性織帶夾與硬塑料層結合而成。不過,和「巨骨舌魚」的鱗片夾層的整體結構不同,防彈背心是使用特殊粘合劑將不同夾層緊固在一起。因此,在防禦性能方面,「巨骨舌魚」的鱗片夾層無疑更為堅固。

目前,美國空軍已經正式將這一研究成果運用到軍事領域,新型裝甲的研發工作全面啟動。不過,儘管「巨骨舌魚」為科學家們提供了在開發新型合成裝甲材料的靈感與模板,但至今為止,「巨骨舌魚」鱗片螺旋膠合板微納結構的生物學原理依然是一個謎,由於在仿生防護材料的研發上遇到瓶頸,這一技術成果距離真正問世還有不小的難度。

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