外骨骼|铁定甲虫外骨骼超级坚硬之谜破译
【外骨骼|铁定甲虫外骨骼超级坚硬之谜破译】科技日报北京10月21日电 （采访人员张梦然）你能承受相当于自己体重4万倍的压力吗？英国《自然》杂志21日公开了一项仿生学及机械学重要研究 ， 美国科学家团队揭开了即使是巨大的挤压力也压不死的自然界力量——一种名为铁定甲虫的外骨骼超级坚硬之谜 ， 对这种机械连锁和坚韧性的破译 ， 将结合到成功结构中 ， 在人类航空、建筑和机械领域具有重要应用价值 。
汽车也压不死 ， 说的就是铁定甲虫 。 这是一种栖息在橡树上的物种 ， 主要发现于北美西海岸 。 这种昆虫不具备飞离险境的能力 ， 但它们长有超级抗挤压的外骨骼前翅（称为鞘翅） ， 也就是说 ， 这种昆虫能经受住捕食者的任何挤压和尖刺攻击 。 它小小的身体即使被人踩住后在上面转圈 ， 抬开脚后它依然无损 ， 甚至被汽车碾过都能安然无恙 。 这种自然界的神奇力量 ， 对于想要用标准钢丝针将它们固定在展示盒中的昆虫学家来说 ， 构成了不小的挑战 。
此次 ， 美国加州大学尔湾分校科学家戴维·奇塞卢斯及其同事 ， 报告了这种独特鞘翅的结构特征和物质组成 ， 它们能让铁定甲虫承受最大149牛顿的力（约为其体重的3.9万倍） 。 研究团队利用最先进的显微镜、光谱技术和机械测试 ， 在鞘翅中央观察到了一连串形似拼图的连锁关节 。 研究团队发现 ， 正是这些关节的几何结构以及它们的层状微结构 ， 让铁定甲虫的外骨骼实现了极其出色的机械连锁和坚韧性 。
为了测试这种几何结构作为强硬机械紧固件、连接不同材质（如塑料和金属）的潜力 ， 譬如航空航天业对涡轮固件（航空发动机的核心部件之一 ， 可将燃烧室喷出的高温高压热能转变为涡轮轴上的机械能 ， 以带动其他附件）的需求 ， 研究人员利用模拟这种结构的金属复合材料 ， 制作了一系列接头 。 他们发现 ， 与常用的工程接头相比 ， 依据这一几何结构设计的接头强度更大、韧度也显著增强 。
总编辑圈点
大自然的设计 ， 往往鬼斧神工 。 人类也总是能从自然中获得一些奇妙灵感 。 我们需要高坚韧度的材料 ， 用各种先进的材料技术 ， 发掘和改造自然界的化学元素 。 但是 ， 那些不起眼的小虫子 ， 却自带坚硬的外骨骼前翅 ， 不费吹灰之力 ， 就有了人类梦寐以求的铠甲 。 不过 ， 学习复杂技术 ， 是人类的技能 。 科研人员用精密仪器研究了这种甲虫的外骨骼 ， 它结构的秘密就此展现 。 人类破译自然界给动物的天赋密码 ， 从而为更多高精尖设备的研制提供了独特思路 。
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