【{$randkws}】“汽车也压不死”！铁定甲虫外骨骼超级坚硬之谜破解 - {$web_name} 将结合到顺利结构中

“汽车也压不死”！铁定甲虫外骨骼超级坚硬之谜破解（Credit: David Kisailus / Jesus Rivera / UCI）
（神秘的地球uux.cn报导）据技术日报（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大探究，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写给家人的话：人生感悟破译，将结合到顺利结构中，在人类航空、建筑和机械领域具有重大使用价值。
“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，首要察觉于北美西海岸。朋友圈清醒自律知进退，网友观点两极分化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，乃至被汽车碾过都能安然无恙。这种自然界的神奇力量，针对想要用规范钢丝针将它们固定在展示盒中的昆虫学家来说，构成了不小的考验。
此次，美国加州大学尔湾分校科学家戴维·奇塞卢斯及其同仁，聚焦日韩电影攻略报表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）。探究团队运用最先进的显微镜、光谱技术和机械评测，在鞘翅中央观察到了一连串形似拼图的连锁关节。探究团队察觉，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做到了极其出色的机械连锁和坚韧性。
以便评测这种几何结构身为强硬机械紧固件、连接各异材质（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，可将燃烧室喷出的预测奥斯卡趋势高温高压热能转变为涡轮轴上的机械能，以推动其他附件）的需求，探究人员运用模拟这种结构的金属复合材料，制作了一系列接头。他们察觉，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。
有关报导：科学家揭开铁定甲虫外壳“坚不可摧”的秘密
（神秘的地球uux.cn报导）据cnBeta：外媒CNET报导，铁定甲虫的外骨骼是动物界最坚硬的外骨骼之一，乃至能经受住被汽车的碾压。科学家们如今觉得他们已然得知其中的缘由。在这周三发表在《自然》杂志上的一项探究中，探究人员揭开了铁定甲虫惊人的抗压能力的秘密，并展示了新的超强韧材料如何运用甲虫的生物学长处。
乍一看，这种甲虫给人留下了深刻的印象：黑乎乎、凹凸不平的外骨骼，看起来有点像一块烧焦的石头。但在它平凡的外表下，却隐藏着一些结构上的奇迹，是由进化而来。许各式类的甲虫都能飞行，它们的翅膀被包裹在鞘翅中—— 一种保护性的坚韧外壳中 。飞行对甲虫来说是一种很好的防御机制，使它们能够躲避捕食者，但铁定甲虫没有翅膀，常常装死，依靠它的外骨骼来保证可靠。
“铁定甲虫是一种陆生甲虫，所以它的重量不轻，速度不快，但建造得更像一个小坦克，”加州大学尔湾分校材料科学与工程教授、该探究的合著者大卫-基赛勒斯在一份资讯稿中说。这种甲虫的外骨骼相当坚韧，乃至给期盼展示它们的昆虫学家带来了一些难题--很难将一根针穿过铁甲。
以便探究这些“小坦克”，探究小组的一名成员Jesus Rivera捕捉了甲虫，并将它们带回评测室。先是，探究人员察觉甲虫的外骨骼可以承受大约150牛顿的力量--是其体重的39000倍。其他三种陆生甲虫的承受力只有其一半。
但为什么这种特别的外骨骼会如此强大呢？探究小组使用一种名为微计算机断层扫描的3D成像技术来观察这种甲虫，这种技术的岗位原理就像全部生物体的X光。他们重点探究了铁甲虫的外骨骼。
铁甲虫有鞘翅或许看起来很不寻常。毕竟它是一种不能飞的地栖甲虫。但它是由一种曾经会飞的甲虫进化而来， 它的外骨骼的强度取决于它的外骨骼。它们以最非凡的方式融合在一起， 形成了一条蜿蜒曲折的缝合线。
探究人员形容它就像拼图的碎片，连接在一起。将两块拼图锁在一起，或许的失效点就在拼图的“联锁”处。但在高倍显微镜下探究联锁关节，并使用计算机模拟，团队没有目睹任何灾难性的失利。联锁关节似乎还能撑得住，将应力传递到全部区域，而不是裂开。这很重大--它保护了甲虫的颈部。另外，铁甲虫的鞘翅的化学成分与飞行甲虫略有各异。它似乎混有较高浓度的蛋白质，这或许会增多昆虫的韧性。
探究人员进一步探究了这种外骨骼的几何形状如何能够开发出更坚韧的材料。他们从甲虫的联锁关节处吸取了教训，并创造了一些碳纤维拼图片，以评测现实全球使用中的机械强度--航空航天工程中使用的紧固件。
“这项岗位表明，我们或许可以从使用强而脆的材料转变为经由在断裂时耗散能量而使材料既强又韧的材料，”普渡大学土木工程师、该探究的共同作者Pablo Zavattieri说。