甲虫|恶魔般的铁甲虫几乎坚不可摧，汽车都压不死，科学家终于搞明白了
这种恶魔般的铁甲虫几乎坚不可摧 ， 汽车压过去都毫发无损 ， 科学家一直想搞明白这是为什么？ 这种甲虫的外骨骼是动物界中最坚硬的骨骼之一 。
周三发表在《自然》杂志上的一项研究中 ， 研究人员揭示了恶魔铁甲虫惊人的抗压性的秘密 ， 并展示了新的超韧性材料如何利用甲虫的生物学特性 。
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铁甲虫
这甲虫一眼看上去就令人印象深刻：一个灰暗、凹凸不平的外骨骼 ， 看上去有点像烧焦的岩石 。 但是 ， 隐藏在这个简单外壳之下的是一个进化的结构奇迹 。 许多种类的甲虫都可以飞翔 ， 并且其翅膀被包裹在甲壳中 。 飞行是甲虫的一种很好的防御机制 ， 可以逃脱捕猎者的捕食 ， 但恶魔甲虫并没有翅膀 ， 仅仅依靠其外骨骼来保护自己的安全 。
加州大学欧文分校材料科学与工程学教授 ， 该研究的合著者戴维·基塞卢斯（David Kisailus）表示：“铁甲虫是陆生甲虫 ， 因此它并不轻快 ， 而更像是一个小坦克 。 ” 。 这种甲虫的外骨骼非常坚硬 ， 甚至给希望展示它们的昆虫学家制造了一个难题 ， 因为很难在铁甲上穿针 。为了研究这些“微型坦克” ， 研究小组的成员耶稣·里维拉（Jesus Rivera）捕获了甲虫并将其带回实验室 。 首先 ， 研究人员发现甲虫的外骨骼可以承受约150牛顿的压力 ， 是其体重的39,000倍 。 其他三种陆生甲虫的强韧度只有其一半 。
但为什么这个特殊的外骨骼如此强大？研究小组使用一种名为微型计算机断层扫描的3D成像技术对甲虫进行观察 ， 该技术就像整个生物体的X射线一样 ， 把注意力从外壳转移到了鞘翅上 。
这种铁甲虫拥有鞘翅显得不同寻常 。 毕竟 ， 这是种不会飞的陆地甲虫 。 但是它是从甲虫进化而来的 ， 甲虫曾经可能有过这种能力 ， 鞘翅对它的外骨骼强度至关重要 。 两根鞘翅以最奇特的方式融合在了一起 ， 形成了一条蜿蜒旋转的结合线
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铁甲虫鞘翅
研究人员将其形容为两块相互连接在一起的拼图 。 两个零件锁定在一起 ， 可能其弱点就在拼图块的“颈部” 。 但是在高倍显微镜下研究结合线并使用计算机模拟 ， 研究小组并未发现任何强度问题 。 结合线完全能够承受住压力 ， 并将应力转移到整个区域 ， 而不是在中间裂开 。 这对铁甲虫非常重要 ， 因为这是保护甲虫的脖子的部位 。
此外 ， 铁甲虫鞘翅的化学成分与其他飞甲虫的化学成分也略有不同 ， 似乎含有更高密度的蛋白质 ， 这也可以增加甲壳的韧性 。
研究人员对其进行了进一步研究 ， 并研究了如何利用这种外骨骼几何形状开发出更坚硬的材料 。 他们吸取了铁甲虫的结合线中汲取经验 ， 并制作了一些碳纤维拼图碎片来测试实际应用中的机械强度——航空航天工程中使用的紧固件 。 模仿铁甲虫的拼图碎片结构的固件表现最好 。
【甲虫|恶魔般的铁甲虫几乎坚不可摧，汽车都压不死，科学家终于搞明白了】普渡大学的土木工程师巴勃罗·扎瓦蒂耶里Pablo Zavattieri说：“这项研究表明 ， 我们可以通过断裂能量分散的原理 ， 使用的坚硬但易碎的材料 ， 转变为既坚固又坚韧的材料 。
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