铁定甲虫“压不死”揭密:其鞘翅可承受3.9万倍体重

来源: 南方日报网络版     时间: 2020-10-23 10:48:50

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  中新网北京10月22日电 (记者 孙自法)国际著名学术期刊《自然》最新发表一项揭示铁定甲虫“压不死”秘密的动物学研究论文称,铁定甲虫的外骨骼如此坚硬的原因,在于其长有抗挤压外骨骼前翅(称为鞘翅)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。

  这项研究结果有助于解释为何巨大的挤压力也压不死铁定甲虫,或在航空等建筑和工程领域具有应用价值。

  据介绍,铁定甲虫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,但它们长有抗挤压的鞘翅,也就是说,这种昆虫能经受住捕食者的挤压和尖刺攻击,即使被汽车碾过都安然无恙。

  论文通讯作者、美国加州大学尔湾分校戴维·基萨卢斯(David Kisailus)和同事研究认为,这种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)。研究人员利用先进的显微镜、光谱技术和机械测试,在铁定甲虫鞘翅中央观察到一连串形似拼图的联锁关节。他们发现,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联锁和坚韧性。

  为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——类似航空航天业对涡轮固件的需求,论文作者利用模拟这种结构的金属复合材料制作了一系列接头,并发现与常用的工程接头相比,他们设计的接头强度更大、韧度也显著增强。(完)

【编辑:王诗尧】


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