กุ้งตั๊กแตนตำข้าวมีชื่อเสียงในเรื่องของพวกเขาใช้ในการส่งเหยื่อ พวกเขาสามารถลงจอดได้หลังจากวอลเลย์สปริงโดยไม่ได้รับบาดเจ็บอย่างมากต่อเส้นประสาทหรือเนื้อหนังของตัวเอง
นั่นเป็นเพราะโครงกระดูกภายนอกของ forelimbs เหมือนสโมสรของพวกเขาคือสร้างขึ้นเพื่อกรองคลื่นความดันที่สร้างความเสียหายมากที่สุดเกิดจากการนัดหยุดงานนักวิจัยรายงานในวันที่ 7 กุมภาพันธ์ศาสตร์-
แม้ว่าจะเล็กพอที่จะพอดีกับมือของคุณกุ้ง Macock Mantis (Odontodactylus scyllarus) โจมตีอย่างรวดเร็วจนพวกเขาสร้างฟองสบู่ ผลกระทบและการระเบิดทำงานในคอนเสิร์ตเพื่อสร้างกองกำลังที่อาจเกิน 1,000 เท่าของน้ำหนักตัวของกุ้งตั๊กแตนตำข้าว กระนั้นนักล่าก็ปลดปล่อยพลังนี้ซ้ำ ๆ โดยไม่ทำร้ายตัวเองหรือทำลายสโมสรของพวกเขา
นักวิทยาศาสตร์คิดว่าความยืดหยุ่นนี้อาจมาจากสถาปัตยกรรมภายในชุดเกราะของสโมสรโดยตรง ที่นั่นชั้นของไคตินที่ได้รับการรักษาด้วยแร่ธาตุ-โซ่ยาวของน้ำตาลที่เป็นส่วนประกอบหลักของกระดูกสันหลังนอกกรีย ชั้นลึกเหล่านั้นจะหมุนเล็กน้อยเมื่อเทียบกับชั้นด้านบนและด้านล่างเหมือนกองกระดาษที่บิดเบี้ยวสร้างรูปทรงเกลียวที่เหมือนเกลียวที่เรียกว่าโครงสร้าง Bouligand
เป็นที่น่าสงสัยว่าการออกแบบนี้อาจทำหน้าที่เป็นโล่แปลก ๆ จัดการกับคลื่นพลังงานสูงที่เคลื่อนผ่านมันได้อย่างไร แต่มันไม่ได้ทดสอบอย่างละเอียด
“ ส่วนใหญ่เป็นการคำนวณเชิงทฤษฎี” Hortense Le Ferrand นักวิทยาศาสตร์ด้านวัสดุและวิศวกรของ Nanyang Technological University ในสิงคโปร์ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าว เธอพูดว่านักวิศวกรรมชีวภาพบางคนทราบว่า“ ไม่มีข้อพิสูจน์ใด ๆ เลย…มีข้อสงสัยเชิงลบมากมาย”
ดังนั้น Horacio Espinosa วิศวกรของ Northwestern University ใน Evanston, Ill. และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ทำการทดสอบความคิดในห้องปฏิบัติการอย่างเป็นระบบ เพื่อเลียนแบบคลื่นความดันที่ได้รับจากกุ้งตั๊กแตนตำข้าวนักวิจัยยิงพัลส์เลเซอร์ที่ส่วนตัดขวางอลูมิเนียมของสโมสรภายนอกโครงกระดูกทำให้พวกเขาร้อนขึ้นและขยายอย่างรวดเร็ว จากนั้นพวกเขาวัดว่าคลื่นพลังงานสูงที่เกิดจากการขยายตัวนั้นเคลื่อนผ่านวัสดุอย่างไร
การทดลองแสดงให้เห็นว่าชั้นด้านนอกของแร่ธาตุควบคุมการแพร่กระจายของรอยแตกเล็ก ๆ จากการนัดหยุดงานส่งผลกระทบต่อตัวเองในขณะที่ชั้นเกลียวที่ลึกกว่าสามารถกระจายหรือทำให้คลื่นพลังงานสูงสุด “ ป้องกันคลื่นเฉือนจากเนื้อเยื่ออ่อนที่เป็นอันตรายภายในสโมสร” Espinosa กล่าว
โครงสร้างคล้ายเกลียวภายในสโมสรดูเหมือนจะเป็นวัสดุทางวิศวกรรมที่ออกแบบมาเพื่อจัดการการแพร่กระจายของคลื่นเสียง วัสดุดังกล่าวเป็นสิ่งที่คิดว่าเป็นสิ่งประดิษฐ์ Federico Bosia นักฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยโพลีเทคนิคแห่งตูรินในอิตาลีกล่าว
“ เพิ่มหลักฐานที่เพิ่มขึ้นของหลักฐานที่แสดงให้เห็นว่าพวกเขายังปรากฏในระบบชีวภาพโดยธรรมชาติซึ่งพวกเขาได้พัฒนาผ่านวิวัฒนาการสำหรับวัตถุประสงค์ในการควบคุมคลื่นและการสั่นสะเทือน” Bosia กล่าว ที่ยกตัวอย่างเช่นการดูดซับคลื่นเสียงเป็นรูปแบบของการอำพรางอะคูสติกกับ echolocation ของนักล่าค้างคาว
สถาปัตยกรรม exoskeleton สามารถสร้างแรงบันดาลใจให้กับวัสดุเช่นเกราะป้องกันแรงกระแทกการเคลือบป้องกันและโครงสร้างการบินและอวกาศ Espinosa กล่าว
นักวิทยาศาสตร์วัสดุ David Kisailus แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียเออร์ไวน์ได้พัฒนาแอพพลิเคชั่นสำหรับโครงสร้างเกลียวภายในสโมสรกุ้งตั๊กแตนตำข้าวโดยใช้การออกแบบเพื่อเพิ่มความทนทานของปีกเครื่องบินใบพัดกังหันลมและไม้ฮอกกี้ Kisailus ศึกษาสายพันธุ์อื่น ๆ ที่มีสัญญาว่าจะสร้างแรงบันดาลใจให้กับวัสดุที่มีประสิทธิภาพสูงและการเดิมพันการค้นพบใหม่คือส่วนปลายของภูเขาน้ำแข็ง
มีสายพันธุ์หลายล้านชนิดที่ต้องปรับให้เข้ากับเงื่อนไขที่เปลี่ยนแปลงตลอดเวลา Kisailus กล่าว “ ฉันรู้ว่ามีพิมพ์เขียวจำนวนมากที่นั่นเพียงแค่รอที่จะเปิดเผยในสิ่งมีชีวิตมากมายของธรรมชาติ”
