【據(jù)美國普渡大學(xué)網(wǎng)站2019年6月11日報(bào)道】螳螂蝦是具有侵略性的海洋甲殼類動(dòng)物，其腹部的盾型護(hù)甲(telson)能夠抵御來同類的快速猛烈的反復(fù)打擊。美國普渡大學(xué)的科學(xué)家近期對攻擊型的雀尾螳螂蝦和相對溫順的斑琴螳螂蝦的護(hù)甲進(jìn)行了研究，揭示了這種耐損傷生物復(fù)合材料的多尺度結(jié)構(gòu)-力學(xué)性質(zhì)，以探索生物結(jié)構(gòu)用來抵抗重復(fù)高能沖擊失效的策略。研究發(fā)現(xiàn)，與斑琴螳螂蝦相比，雀尾螳螂蝦的護(hù)甲的防護(hù)能力更強(qiáng)，具有更高的體積壓縮剛度，這主要?dú)w因于雀尾螳螂蝦護(hù)甲外部有外凸彎曲的脊(carinae)、內(nèi)部有一個(gè)像螺旋形樓梯的螺旋狀結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)組合在遭到撞擊時(shí)可吸收大部分能量，并可阻止裂紋擴(kuò)展，在強(qiáng)化護(hù)甲的剛度同時(shí)，還允許護(hù)甲向內(nèi)彎曲，防止沖擊到螳螂蝦身體的其他部位。普渡大學(xué)的研究人員通過計(jì)算模型成功驗(yàn)證了carinae的作用，并將肢解動(dòng)物外骨骼的這種裂紋傳播機(jī)制集成到3D打印的水泥漿中，以提升混凝土結(jié)構(gòu)的耐損傷能力。該研究得到了美國空軍科學(xué)研究辦公室的財(cái)政支持，這些發(fā)現(xiàn)對于設(shè)計(jì)具有高損傷容限的輕質(zhì)復(fù)合材料是非常有用的，相關(guān)論文《The Stomatopod Telson: Convergent Evolution in the Development of a Biological Shield》已在Advanced Functional Materials期刊上發(fā)表。
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