孔雀螳螂蝦:亞(ya) 特蘭(lan) 蒂斯的蟻人
每小時50英裏。一個(ge) 8000 G的力。所有這些都在兩(liang) 毫秒內(nei) 完成。你看到的不是現代的子彈,而是動物界最快的一擊。
孔雀螳螂蝦被科學家稱為(wei) “自然界的水下奇跡”,它有能力刺穿獵物的頭骨,並在其周圍的水裏完全形成空泡。然而,盡管這聽起來很有趣,問題仍然存在:這種4英寸的生物是如何產(chan) 生自身重量1000倍的力量的?
一般來說,大自然不喜歡揭示它所有的秘密,但世界各地的科學家都設法將這種神秘歸因於(yu) 一個(ge) 因素:它的結構。雖然大多數人造材料的原子都是有序地層疊在一起的,但這個(ge) 蝦俱樂(le) 部卻從(cong) 大自然的食譜中找到了一頁,它將纖維以微小的不同程度層疊在一起,形成了一個(ge) 螺旋狀的螺旋狀結構,能夠承受超過2000牛頓的力!
它的球杆分為(wei) 三層,每次都能打出有力的一擊。第一層是由一種叫做羥基磷灰石的礦物質組成的,你的頭發和牙齒中也有這種礦物質;然而,在這種情況下,由於(yu) 表麵更硬,它是一種更結晶的形式。第二層是由一種更柔軟的礦物組成,盡管每一層都有輕微的旋轉,形成了科學家們(men) 現在已經認識到的螺旋狀結構。第三層由幾層甲殼素組成,防止球杆受到衝(chong) 擊而膨脹。
但如果我們(men) 將其應用於(yu) 主流市場呢?雖然科學家和工程師們(men) 早在五年前就知道這一現象,但這項最初由加州大學河濱分校(University of California, Riverside)於(yu) 2014年開展的研究才剛剛開始滲透到各種企業(ye) 。當今航空航天工業(ye) 中使用的最複雜的建築結構是圍繞碳纖維層在0度,45度右,45度左,然後90度旋轉。然而,如果我們(men) 使用螺旋形配置來分層相同的材料,結果將是革命性的!
這將使內(nei) 部失效延遲超過74%,增加超過50%的抗衝(chong) 擊能力,並提高超過92%的承重能力。現在,你不需要成為(wei) 一個(ge) 火箭科學家來理解這些數字可以改革整個(ge) 行業(ye) 。
然而,雖然人物形象是一回事,但現實生活中的表演則是完全不同的情況,而且它並不遜色。這種非凡的結構使得複合材料更輕、更強、更便宜,當應用到汽車上時,可以減少二氧化碳排放,減少碳足跡。雖然我們(men) 的世界還在維持生命,但這可能是我們(men) 可以做出重大改變的轉折點。
當科學家們(men) 繼續從(cong) 大自然的果實中采摘時,這一發現僅(jin) 僅(jin) 標誌著即將到來的一波新材料的開始。從(cong) 蜂鳥到壁虎,我們(men) 終於(yu) 翻開了新的一頁,投向了大自然的神秘藝術,而不是試圖擺脫它的魔咒。
Works Cited
Kim, Meeri. “Shrimp’s Shell-Smashing Punch Hands Researchers a Lead on Tougher Materials.” The Guardian, 9 May 2014.
Kwok, Roberta. “This Shrimp Packs A Punch.” Science News, 27 March 2013.
News Channel 3 Staff. “The Mantis Shrimp Changing Composites.” News Channel 3, 19 Nov. 2019.
Scharping, Nathaniel. “How Mantis Shrimp Punch So Hard Without Hurting Themselves.” Discover, 16 Jan. 2018.
Science Daily Staff. “Mantis Shrimp Stronger Than Airplanes.” Science Daily, 22 April 2014.
Treacy, Siobhan. “Materials for Aerospace and Sports Inspired by the Mantis Shrimp’s Club.” Engineering360, 16 Jan. 2018.
評論已經被關(guan) 閉。