
Mantis Shrimps一能打出強大的拳頭 - 科學家終於弄清楚了這種超強的罷工如何在猛擊時不會消除蝦的本身。事實證明,這些蝦具有特殊的令人震驚的“盾牌”,以幫助他們在發出砲擊的打擊時生存。
孔雀蝦蝦的拳(odontodactylus scyllarus)是動物最強烈的自動罷工。他們使用類似錘子的拳頭或Dactyl Clubs破碎獵物的砲彈。罷工是如此強大,甚至可以打破水族館玻璃,提供了與.22口徑子彈相當的力。
但是,由於這些高影響力的罷工產生了很多力量,因此科學家們對生物如何承受自己的攻擊產生的強烈衝擊波感到困惑。
在2月6日發表的一項新研究中科學,研究人員檢查了蝦俱樂部的結構。他們的發現表明,這些俱樂部的微觀結構是限制損害的天然減震器。
“我們發現它使用了音調機制 - 有選擇性濾波應力波的結構,”研究合著者Horacio Dante Espinosa西北大學的機械工程和生物醫學工程教授陳述。 “這使蝦可以在多種影響下保留其驚人的能力,並防止軟組織損害。”
強大的拳
根據一項2004研究 - 比眼睛的眨眼快了50倍。
儘管這種巨大的速度有助於產生強大的打擊,但它也會產生危險的衝擊波。
Espinosa說:“罷工是如此之快,以至於它產生了空化氣泡,在崩潰後,產生了其他衝擊波,有效地產生了雙重影響。”
先前的研究理論上,dactyl俱樂部的微觀結構有助於保護蝦免受這些衝擊波的影響。
在新的研究中,科學家使用基於激光的技術測試了該理論,以分析不同的波長如何通過孔雀蝦蝦的Dactyl俱樂部移動。
調查結果揭示了這些俱樂部中的兩個重要地區,可以幫助他們生存自己的罷工:影響區域和周期區域。
衝擊區域由以人字形圖案排列的一層幾丁質纖維組成,該圖案加強了俱樂部免受裂縫的影響。
在此層之下是周期性區域,由分層幾丁質纖維的扭曲排列製成。這種類型的螺旋結構被稱為布利格結構,在和龍蝦外骨骼提供力量和斷裂韌性。
激光測試通過兩個區域測量了聲應力波的速度。這些波穿過衝擊區域不變,但以不同的速度移動到週期性區域,這表明後一個區域會導致高頻波分散以降低強度。
該聲明說,研究人員還發現,週期性區域過濾了高頻衝擊波,這可能會對組織造成重大損害。
當空氣泡崩潰時,可能會產生高頻波。
Epinosa說:“我們將這種高頻與撞擊事件期間氣泡崩潰產生的頻率聯繫起來。”
週期區域中的纖維束的作用像“聲音盾牌”,積極地阻斷,重定向和散射波,並最終防止任何有害的衝擊波有效地通過層有效地行進。這可以保護壯麗的蝦蝦的細膩組織免受氣泡氣泡產生的衝擊波。
Espinosa說:“這項研究提供了實驗證據,表明螳螂蝦的dactyl Club的布利格結構充當語音屏蔽,有選擇地過濾撞擊過程中產生的高頻剪切波。”
Epinosa說:“這些功能有助於通過減輕高頻應力波來保護螳螂蝦的俱樂部免受損害,從而使其成為自然優化的抗影響力結構。”
根據新聞稿,這項研究可用於開發防止防護裝備的聲音過濾材料,並激發新的方法,以減少軍事和高影響力運動中與爆炸有關的傷害。