螳螂蝦拳頭威力揭秘

2020-12-03 大科技雜誌社

螳螂蝦拳頭威力揭秘

螳螂蝦「手」上裝備了一個厲害的拳擊武器,當它揮動拳頭時,產生的威力相當於用0.22英寸口徑手槍射出的一顆子彈。現在我們知道它是如何做到這一點的了:並不是它有特別發達的肌肉——它沒有肱二頭肌,而是它的手臂擁有天然的彈力,能讓它以23米/秒的速度揮動拳頭狀的附肢。

產生如此強大彈力的關鍵是附肢上的一個馬鞍形結構。其工作原理有點類似弓和箭。肌肉拉動馬鞍形結構,使它像弓一樣彎曲,釋放時,能量就轉移到了附肢的拳頭上。

日常生活中,弓繃得太緊,就容易斷掉。但科學家發現,螳螂蝦的馬鞍形結構能保持所有的能量而不會斷裂,因為它有兩層結構,頂部是富有彈性的生物聚合物,底部則由類似陶瓷的材料構成。

當螳螂蝦收縮起拳頭時,馬鞍形結構的頂部被拉伸,底部的陶瓷材料被壓縮。陶瓷材料在被壓縮時,可以儲存大量的能量(形變能),但如果單純只有陶瓷材料的話,整個結構在彎曲和拉伸時容易脆裂(因為陶瓷材料是較脆的)。而生物聚合物則富有彈性,粘合力強,可以保持整個結構完整。繃緊的馬鞍形結構一旦鬆開,就帶動下面的拳頭急速揮出去,產生令人生畏的衝擊力。

螳螂蝦的這種結構,對於未來研製微型機器人會有幫助。

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