
Mantis Shrimps一能打出强大的拳头 - 科学家终于弄清楚了这种超强的罢工如何在猛击时不会消除虾的本身。事实证明,这些虾具有特殊的令人震惊的“盾牌”,以帮助他们在发出炮击的打击时生存。
孔雀虾虾的拳(odontodactylus scyllarus)是动物最强烈的自动罢工。他们使用类似锤子的拳头或Dactyl Clubs破碎猎物的炮弹。罢工是如此强大,甚至可以打破水族馆玻璃,提供了与.22口径子弹相当的力。
但是,由于这些高影响力的罢工产生了很多力量,因此科学家们对生物如何承受自己的攻击产生的强烈冲击波感到困惑。
在2月6日发表的一项新研究中科学,研究人员检查了虾俱乐部的结构。他们的发现表明,这些俱乐部的微观结构是限制损害的天然减震器。
“我们发现它使用了音调机制 - 有选择性滤波应力波的结构,”研究合着者Horacio Dante Espinosa西北大学的机械工程和生物医学工程教授陈述。 “这使虾可以在多种影响下保留其惊人的能力,并防止软组织损害。”
强大的拳
根据一项2004研究 - 比眼睛的眨眼快了50倍。
尽管这种巨大的速度有助于产生强大的打击,但它也会产生危险的冲击波。
Espinosa说:“罢工是如此之快,以至于它产生了空化气泡,在崩溃后,产生了其他冲击波,有效地产生了双重影响。”
先前的研究理论上,dactyl俱乐部的微观结构有助于保护虾免受这些冲击波的影响。
在新的研究中,科学家使用基于激光的技术测试了该理论,以分析不同的波长如何通过孔雀虾虾的Dactyl俱乐部移动。
调查结果揭示了这些俱乐部中的两个重要地区,可以帮助他们生存自己的罢工:影响区域和周期区域。
冲击区域由以人字形图案排列的一层几丁质纤维组成,该图案加强了俱乐部免受裂缝的影响。
在此层之下是周期性区域,由分层几丁质纤维的扭曲排列制成。这种类型的螺旋结构被称为布利格结构,在和龙虾外骨骼提供力量和断裂韧性。
激光测试通过两个区域测量了声应力波的速度。这些波穿过冲击区域不变,但以不同的速度移动到周期性区域,这表明后一个区域会导致高频波分散以降低强度。
该声明说,研究人员还发现,周期性区域过滤了高频冲击波,这可能会对组织造成重大损害。
当空气泡崩溃时,可能会产生高频波。
Epinosa说:“我们将这种高频与撞击事件期间气泡崩溃产生的频率联系起来。”
周期区域中的纤维束的作用像“声音盾牌”,积极地阻断,重定向和散射波,并最终防止任何有害的冲击波有效地通过层有效地行进。这可以保护壮丽的虾虾的细腻组织免受气泡气泡产生的冲击波。
Espinosa说:“这项研究提供了实验证据,表明螳螂虾的dactyl Club的布利格结构充当语音屏蔽,有选择地过滤撞击过程中产生的高频剪切波。”
Epinosa说:“这些功能有助于通过减轻高频应力波来保护螳螂虾的俱乐部免受损害,从而使其成为自然优化的抗影响力结构。”
根据新闻稿,这项研究可用于开发防止防护装备的声音过滤材料,并激发新的方法,以减少军事和高影响力运动中与爆炸有关的伤害。