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科学家发现能抗汽车碾压的超级甲虫,有助研发新材料

科学家发现能抗汽车碾压的甲虫,有助新材料研发

 

原标题:《This diabolical ironclad super-beetle can survive being run over by a car — and help with engineering problems》   (极具魔力的铁甲超级甲虫可以在被汽车撞倒后幸存下来,或解决工程问题)

来源:KSL

原文翻译

 

开发新材料的科学家正在研究一种不太可能的强度来源:可以忍受被汽车撞倒的甲虫。

 

普渡大学土木工程学教授表示:“这只甲虫是如此坚韧,以至于您用手所能提供的能量或力量,还远远不够,就像一块石头一样。” CNN。 “汽车的轮胎不足以使其塌陷。”

 

研究结果发表在周三的《自然》杂志上。专家们想了解为什么要重新在建筑材料中重新获得这种优势。

 

研究人员使用先进的显微镜,光谱学和原位机械测试,确定了生物外骨骼内的建筑设计。恶魔般的铁甲虫的坚韧性在于其盔甲。这种昆虫有两个像铠甲一样的“ elytron”(用于飞甲虫展开翅膀),它们汇合成一条线,称为缝线,沿着腹部延伸。数百万年前,大多数甲虫都在飞行。“作为进化过程的一部分,这种特殊的甲虫不再飞行了。”

 

尽管恶魔般的铁甲虫不使用其鞘翅来飞行,但鞘翅和结缔缝合线反而有助于在昆虫体内更均匀地分配作用力。Zavattieri解释说,缝合线的作用就像一个拼图游戏,将生物的各种外骨骼刀片连接在腹部,并锁定以防止自身拉出。如果缝线破裂,则另一种保护机制也可使刀片缓慢变形。这样可以防止突然释放能量,否则可能会折断甲虫的脖子。

 

研究人员使用钢板发现该生物在外骨骼开始破裂之前可以承受150牛顿的力-约为其体重的39,000倍。科学家说,如果在污垢表面上的昆虫上行驶,汽车轮胎将施加大约100牛顿的力。研究小组希望,通过更好地了解甲虫如何承受这种力量,他们可以开发出更坚硬的材料。

 

Zavattieri告诉CNN,工程中的关键问题之一是在航空航天等领域连接不同成分的材料,例如,连接铝和钢。在建造飞机涡轮机时,金属通常通过机械紧固件连接到复合材料上,这会增加重量,引入应力并最终导致结构特征和腐蚀。“我们有材料。工程问题之一是如何连接它们。我们可以使用这些缝合线(它们向您展示了甲虫的做事方式)来提高这些缝合线的韧性。这是自然界如何利用这种联系的一个很好的例子。每一次看自然,我们都会学到新东西。”

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