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「出拳如子彈」的螳螂蝦,一拳能打碎所有甲殼,甚至是6mm玻璃,卻拿自己的鎧甲沒有任何辦法
2021/06/19
2021/06/19

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雀尾螳螂蝦,甲殼界的顏值擔當,一身鎧甲像孔雀羽毛一樣鮮豔,集全了藍、綠、紅、黃的亮麗顏色。

高顏值的螳螂蝦是海族館的收羅對象,把它放到觀賞魚缸裡,可以一個大錯誤,它會一拳擊碎 6mm的玻璃,逃出玻璃缸。

螳螂蝦憑藉自己的一雙鐵拳打拼天下,螃蟹、蛤蜊、海螺,裝備再厚實的背殼都沒用,所有的硬殼螳螂蝦都能輕鬆敲碎!

螳螂蝦出拳的最大加速度能達到104公里/秒2速度達到110公里/小時,以72公斤的力量擊打獵物硬殼。威力相當於射出一枚0.22口徑子彈(小口徑手槍)。

螳螂蝦是動物界裡最快的拳擊手,爆擊的力量輕易就能打碎其他甲殼動物的防禦鎧甲。那麼它在海域是不是無敵了,沒有誰能抵抗住它的拳擊 ?不,它身邊就有勢均力敵的對手,能跟螳螂蝦抗衡的是另一隻螳螂蝦。

兩隻螳螂蝦對峙,拳頭奈何不了鎧甲。以子之矛,攻子之盾,螳螂蝦的盾毫不遜色於它的矛,它的鐵拳和鎧甲,比飛機外殼更耐衝擊, 比防彈衣料更為堅韌。

螳螂蝦的鐵拳

螳螂蝦不是蝦,是蝦蛄。生活在淺海的岩石底和洞穴中的螳螂蝦,共有 500種。捕魚吃肉的螳螂蝦,武器長在掠足(第二對顎足)的前端,像螳螂一樣,平時把鋤刀樣的掠足折疊在胸前,攻擊時彈出。

不要小瞧了拳擊手, 螳螂蝦出拳並不是一味地依靠蠻力,它不僅會積蓄能量,還會引爆水波,給自己的重擊疊加上多層次的力量。

螳螂蝦的掠足很有彈性,能像彈簧一樣積蓄力量。它收縮腿部肌肉,壓縮彈簧,壓到極點後瞬間釋放出擊。積蓄力量爆發的攻擊速度遠遠超過只靠肌肉驅動的速度。 彈簧腿蓄能用時700微秒,而釋放只需要2微秒,能釋放出超過自身重量1000倍以上的力量。

瞬間爆發的力量還不夠,螳螂蝦還會借助水的威力。當螳螂蝦的棒槌加速出擊時,帶動水流,掠足周圍的水流突然加速,局部壓力急劇下降,溶解在水裡的氣體溢出,水流中出現了氣泡。 水流攜帶氣泡擊打在獵物身上,水泡瞬間爆破,給獵物增加了更大的衝擊力。

鐵拳的秘密

鐵拳是螳螂蝦獲取獵物的武器,它每天出拳多次,總計敲擊50000次棒槌拳頭後,才會蛻殼換一副新拳。試想一下,你的拳頭以擊碎窗戶玻璃的力量擊打堅硬物體,承受50000次重擊後,你的拳頭會不會裂,胳膊會不會折?肯定會,你的骨頭經不住多次高速重擊,但是螳螂蝦卻可以。

螳螂蝦比鋼鐵還硬的鐵拳,材質卻很普通,是大多數甲殼類動物和昆蟲的外殼材料,在自然界中廣泛存在。

螳螂蝦出拳重擊時,鐵拳不裂,掠足不折的秘密在於,外骨骼材料的排列組合方式有玄機。

螳螂蝦的鎧甲

與鐵拳相匹配的,是螳螂蝦的鎧甲。

生活在珊瑚礁叢的螳螂蝦,為了爭奪一個洞穴,經常舉起鐵拳比試一番。同夥之間拼搶的是地盤,並沒有生死之仇,所以它倆的比試不會傷及要害部位。兩隻螳螂蝦只比力氣,力氣大的說話,力氣小的讓位。比試力氣時,一隻螳螂蝦屈背弓腰,另一隻掄起拳頭重擊它的尾甲。 所向披靡的鐵拳,只能讓同伴感受到力量,卻捶不穿它的尾甲

鐵拳擊不碎的尾巴,像一個盾牌,抵擋外力。盾牌外部有一道道向外凸出彎曲的棱脊,內部是跟鐵拳一樣的螺旋結構。外凸的棱能消減衝擊力量,內旋的扭曲結構增加鎧甲的韌性。                                                                                              

螳螂蝦帶來的啟發

螳螂蝦帶給團隊最大的震撼是:不用費心去找新材料,改變普通材料的排列秩序,就能成倍提高性能。人字形花紋增加強度,螺旋排列增加韌性。

研究團隊用碳纖維環氧複合材料,分不同角度交錯疊加,壓製成新材料。相比于普通的炭纖維,螺旋結構的新材料抗衝擊性能提高20%以上。

自然界一直在引領我們前進,每條生命都有人類比不上的天賦。每次解開自然界的一個秘密,我們就學會一樣新本領。探索沒有盡頭,學習永無止境。

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