Раки-богомолы помогут в модификации брони

Ученые из Калифорнийского университета Риверсайда проанализировали структуру тельсона, защитного хвостового участка раков-богомолов. Он вдохновил специалистов на новый класс легких, устойчивых к ударам материалов для шлемов, автомобилей и других изделий.

Тельсон – многоуровневая структура с наружными гребнями и напоминающим винтовую лестницу элементом на внутренней стороне, сообщает eurekalert.org. Команда, работавшая под руководством профессоров Дэвида Кисайлуса и Пабло Заваттьери, раскрыли секрет защитного хвостового участка, приблизившись к созданию более качественных материалов для спортивной экипировки, летательных аппаратов и множества других систем.

Результаты исследования представлены в Advanced Functional Materials.

Некоторых раков называют крушителями за мощную лапу-дубинку. Живя в коралловых рифах, они активно борются за ограниченное количество подходящих нор, защищаясь тельсоном от сильных ударов. Другая подгруппа, «острожники», живет в песке и меньше конфликтуют с сородичами за место. Кисайлус с коллегами изучил конструкцию тельсона обоих типов. Элемент имел спиральную структуру, предотвращающую разрастание трещин и поглощающую значительную часть энергии удара. Ранее ее обнаружили в дубинке крушителей.

«Мы более 10 лет изучали этот элемент. Чтобы защититься от такого оружия, раки должны были превратить тельсон в идеальный щит, — сказал Кисайлус. – Оказалось, что у крушителей он имеет не только спиральную структуру, но и значительно больше слоев, в сравнении с острожниками».

Заваттьери добавил, что всегда существует компромисс между количеством материала, необходимым для защиты, и небольшой массой.

«Здесь мы наблюдаем, что природа самостоятельно нашла оптимальный баланс», — сказал специалист.

Исследователи также определили функции изогнутых гребней, проходящих по всей длине тельсона крушителей. Они позволяют структуре вминаться внутрь при усилии, направленном перпендикулярно продольным осям.

«Эта геометрия ведет к одновременному повышению жесткости и мягкости. Эти конкурирующие механизмы, в принципе, неочевидны. Необходимы дополнительные исследования вида, — сказал Заваттьери. – Более того, эти принципы можно применить в материалах, которые должны быть легкими и хорошо защищать от ударов».