螳螂虾看似坚不可摧的拳头,可以挨一拳
快速阅读: 《Ars Technica》消息,西北研究团队详细分析了螳螂虾的锤状附肢,揭示了三层声子防御结构。这些结构包括表面的羟基磷灰石涂层、中间的鲱鱼骨图案几丁质层和底部的螺旋状几丁质弹簧层。这些设计能有效分散能量波,防止裂纹生成,从而保护虾的内部组织。尽管螳螂虾的打击力极强,但这些结构使它们能够承受打击带来的冲击。
西北研究团队仔细研究了一只螳螂虾的锤状附肢,发现了三层声子防御结构。声子材料,如同虾的防御机制,能够控制穿过它们的声音波。声子是在固体材料中由原子来回运动产生的振动能量单元。在解剖这些附肢时,研究人员发现它们表面覆盖着羟基磷灰石,这种涂层也赋予了牙齿珐琅质和骨骼其硬度。在这层涂层之下是所谓的冲击区域,由鲱鱼骨图案的几丁质层组成(几丁质是一种构成动物外壳的坚硬、基于糖的物质)。这种特定的几丁质结构形式被认为可以消散可能导致裂纹的能量波。在鲱鱼骨层之下是研究人员所说的周期区域,由螺旋状几丁质弹簧层层叠加而成。虾会将锤状附肢向后拉然后向前击打,释放加载弹簧中的能量以击破猎物的外壳。这些弹簧由几丁质纳米纤维组成,在扭曲排列中层层叠加,使得每个结构看起来都像真正的弹簧。这些结构同样操控能量波的传播,以防止破裂并保护神经和软组织。
自我防护
尽管螳螂虾会自己制造极其强烈的打击,但它们不得不承受这些打击。它们的锤状附肢在水中挥动得如此之快,以至于形成一个暂时的低压区,并在一种称为“空化”的过程中产生气泡。当这些气泡破裂时,会释放出如此极端的光热能量,以至于在一瞬间,打击区域周围的水温度会瞬间升高到与太阳相似的程度。甚至可能有短暂的闪光。
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