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?圖片來源：美國加州大學(xué)歐文分校
當(dāng)昆蟲學(xué)家第一次告訴Jesus Rivera，一種不起眼的黑甲蟲能在被汽車碾過之后幸存下來時，他表示懷疑。然后 Rivera試了試，這只蟲子毫發(fā)無傷地離開了?，F(xiàn)在，這位美國加州大學(xué)歐文分校的博士發(fā)現(xiàn)了這種甲蟲成功的秘密。
《自然》10月21日發(fā)表的一項研究指出了鐵定甲蟲（Phloeodes diabolicus）的外骨骼如此堅硬的原因。研究結(jié)果有助于解釋為何巨大的擠壓力也壓不死鐵定甲蟲，或在航空等建筑和工程領(lǐng)域具有應(yīng)用價值。
鐵定甲蟲是一種棲息在橡樹上的物種，主要發(fā)現(xiàn)于北美西海岸。和其他甲蟲一樣，它遇到危險時也會裝死。研究人員發(fā)現(xiàn)，盡管這種小蟲子比一粒米大不了多少，但它能承受相當(dāng)于其體重3.9萬倍的壓碎力。它們長有抗擠壓外骨骼前翅（稱為鞘翅），也就是說，其能經(jīng)受住捕食者的擠壓和尖刺攻擊，即使被汽車碾過都安然無恙。這種力量對于想要用標(biāo)準(zhǔn)鋼絲針將它們固定在展示盒中的昆蟲學(xué)家來說，構(gòu)成了不小的挑戰(zhàn)。
研究人員報道了這種鞘翅的結(jié)構(gòu)特征和物質(zhì)組成，它們能讓鐵定甲蟲承受最大149牛頓的力。利用先進(jìn)的顯微鏡、光譜技術(shù)和機(jī)械測試，研究人員在鞘翅中央觀察到了一連串形似拼圖的聯(lián)鎖關(guān)節(jié)。作者發(fā)現(xiàn)，這些關(guān)節(jié)的幾何結(jié)構(gòu)以及它們的層狀微結(jié)構(gòu)讓鐵定甲蟲的外骨骼實現(xiàn)了極其出色的機(jī)械聯(lián)鎖和堅韌性。
為了測試這種幾何結(jié)構(gòu)作為強硬機(jī)械緊固件、連接不同材質(zhì)（如塑料和金屬）的潛力——類似航空航天業(yè)對渦輪固件的需求，研究人員利用模擬這種結(jié)構(gòu)的金屬復(fù)合材料制作了一系列接頭。他們發(fā)現(xiàn)，與常用的工程接頭相比，新接頭強度更大、韌度也顯著增強。誰知道呢，也許有一天你會看到一輛大眾甲殼蟲和甲殼蟲一樣堅硬。
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