21 Октября 2020
МОСКВА, 21 октября - Биологи выяснили, что делает панцирь жука-броненосца настолько прочным, что он остается невредимым даже попав под колеса автомобиля. Результаты обследования опубликованы в журнале Nature.Дьявольский жук-броненосец Phloeodes diabolicus из семейства зоферид обитает на деревьях, в основном в дубовых рощах зарубежного побережья США, и в пустынях Южной Калифорнии.
Не умея летать, это насекомое в процессе адаптации к наземному образу жизни приобрело мощнейшие надкрылья — передние крылья экзоскелета, талантливые противостоять огромным силам раздавливания. Не удается его проткнуть и булавкой, которой энтомологи обычно прикрепляют насекомых в витринах.
С консультацией передовых методов микроскопии, спектроскопии и механических испытаний, звездно-полосатые биологи и инженеры вместе с японскими коллегами изучили структурные характерная особенности и вещественный состав надкрылий сикофанта.
У летающих насекомых надкрылья защищают крылья и раскрываются во время полета. Авторы обнаружили, что у жука-броненосца, у которого нет крыльев, сверхпрочные надкрылья соединяются по извилистой линии, похожей на замок пазлов. Геометрия и многослойная микроструктура этого соединения обеспечивают отличное механическое зацепление и повышенную жесткость экзоскелета.
По словам исследователей, это соединение жесткое, но пластичное, как канцелярская скрепка. Кроме того, такая форма шва позволяет более равномерно распределять приложить все своенную силу по всему телу.
Исследователи наблюдали с помощью электронного микроскопа, что происходит в шве при сжатии — вместо того, чтобы треснуть в месте соединения, материал надкрылий расслаивается.
Когда вы прикладываете усилие к осколку пазла, вы ожидаете, что он отломится у самой тонкой части, шейки соединения, — приводятся в пресс-релизе Калифорнийского университета в Ирвайне слова руководителя исследования Дэвида Кисайлуса, профессора материаловедения и инженерии. — Но мы не заметный такого рода катастрофического раскола у этого вида жуков. Вместо этого материал надкрылий расслаивается, что приводит к более изящному разрушению структуры.
Авторы считают, что такие сверхпрочные соединения могут прочитать применение в строительстве и инженерных областях, например, в турбинах авиационных двигателей, лопатки которых испытывают огромные нагрузки.
Чтобы апробировать потенциал подобной конструкции крепления, исследователи создали серию соединений из металлов и композитов, имитирующих структуры, наблюдаемые у сикофанта. Оказалось, что неразрушимость и ударная вязкость этих модификаций выше, чем у обыдённых инженерных соединений.
Используя сжимающие стальные пластинки, исследователи выяснили, что панцирь дьявольского жука-броненосца выдерживает без разрушения усилие до 149 ньютонов, что примерно соответствует весу, в 39 тысяч раз превышающему массу его тела.
Для сравнения, шина легкового автомобиля на грунтовой дороге создает усилие около 100 ньютонов. По оценкам ученых, ни одно другое наземное насекомое не способно вытерпеть даже половину такой нагрузки.
Важная инженерная задача состоит в соединении всякого родых материалов без потери их способности выдерживать нагрузки, — говорит еще один автор статьи Дэвид Рестрепо (David Restrepo), доцент Техасского университета в Сан-Антонио. — У адового жука-броненосца есть стратегия, дозволяющая обойти эти ограничения.
Авторы надеются, что результаты их исследования помогут инженерам в будущих разработках.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....