一項新的研究表明，蝸牛的外殼可以保護其免受水下攻擊的攻擊，可以為設計改進的防護裝甲以保護人類士兵提供線索。
這項研究涉及一個不尋常的海蝸牛，即所謂的“鱗狀”蝸牛，該蝸牛於2003年首次報導，並在深海的惡劣環境中成為房屋水熱通風孔在印度洋。過去對蝸牛的研究是一種海洋軟體動物，顯示其腳被鐵硫化物礦物質的板覆蓋，現在它是當今唯一已知的動物，將硫化物用作結構材料。
像其他蝸牛一樣，這也有一個殼覆蓋其身體。雖然很難，但如果被掠食性螃蟹持續擠壓，典型的蝸牛殼會斷裂。為了確切地了解鱗狀蝸牛的外殼是如何抗擊這種壓碎的，作者仔細觀察了殼的結構，並在納米級上檢查了殼的結構。
他們看到殼由三層組成：一個硬層的硬外層，其中包含硫化鐵，類似於其腳尺度上的硫化物；由有機材料製成的更柔軟的中層；以及具有大量鈣礦物質的硬內層。研究人員說，這種“剛性剛性剛性”層的佈置創造了這種蝸牛獨有的三層三明治結構。
蝸牛保護
弄清楚了殼的結構後，團隊使用計算機模型來模擬殼在遭受穿透力時如何支撐的殼，其強度與螃蟹爪的捏合相似。
麻省理工學院材料科學和工程學教授的主要研究員克里斯汀·奧爾蒂斯（Christine Ortiz）說：“每一層的做法都不同。”
硬外層包含小的晶粒狀顆粒。當受到攻擊時，這些顆粒有助於消除打擊的能量，並將其散佈在外部區域。發生的任何裂縫都將沿著顆粒引導的鋸齒狀線分散，在頂層形成裂縫。
奧爾蒂斯說：“裂紋會在整個外層中廣泛行進，從而保護內層並減輕災難性的斷裂。”
Ortiz解釋說，柔軟的中層有助於保護脆弱的內層免受破裂的侵害。內層本身可以保護蝸牛的身體免受傷害。奧爾蒂斯說，由於這種內部層是剛性的，因此在攻擊過程中不會置於動物的體內，這可能會造成鈍性創傷。
組合在一起，這三層可以幫助防止外殼穿透並承受彎曲。
外層和中間層也有助於蝸牛在水熱通風孔的極端環境中生存，因為這些層具有抗溶解在高度酸性水中的能力。中間層可保護蝸牛免受通風孔的溫度變化。
蝸牛般的盔甲和運動裝備
外殼的結構有一天可能會激發人類保護設備的新設計，從防彈衣到運動裝備。 Ortiz說，三層排列和彎曲的表面具有殼的穩定性和抗滲透性，是用於裝甲的材料的高度價值特徵。
用基於鐵的顆粒狀塗層繪製的汽車類似於外殼外層中發現的汽車，可以像貝殼進行捕食者攻擊時相同的方式消散能量。
但是，任何生物啟發的設計都可能不會使用蝸牛殼中發現的完全相同的材料，而蝸牛的外殼有缺陷。科學家只會將其用作指導，並改善殼的缺點。
奧爾蒂斯說：“大自然只使用可用的東西。”她說，工程師可能會使用類似的設計，但用高性能結構或彈道材料代替了一些組件。
該結果於1月18日在線發表在美國國家科學院的雜誌論文集。
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