Die mächtigen Klaue der Fangschreckenkrebse inspiriert Next-Gen-Helme und Body Armor

Die leistungsstarke, Hammer-wie abgerundeten Krallen der Fangschreckenkrebse sind unglaublich stark, wodurch sie ideal für das knacken öffnen die harten Schalen von Muscheln und Krabben (seine bevorzugte Beute) und für die Abwehr von Raubtieren. Jetzt sind die Krallen scharf auch inspirierende Wissenschaftler auf superstarken Baustoffe um härtere Körper Rüstung und Football Helme zu machen.

Es gibt zwei Arten von Fangschreckenkrebse (aka Stomatopoden): "Speerer" (das die Beute Speer) und "Schlächter" (das die Beute zu zerschlagen) hat ein Team von Forschern an der University of California, Riverside und Purdue University studiert die mehrschichtige Struktur der "Smasher" Sorte dieser bunten Kreatur, und vor kurzem entdeckt eine einzigartige Fischgrat-Struktur in der äußeren Schicht. Sie beschreiben ihre Arbeit in einem neuen Papier in Advanced Materials.

"Der Smasher Fangschreckenkrebse hat sich dieses außergewöhnlich stark und schlagfest Daktylus Club für einen Hauptzweck entwickelt – in der Lage sein zu essen," UCR David Kisailus, Leiter der Bourns College of Engineering, sagte in der Erklärung. "Aber je mehr wir über dieses winzige Geschöpf und seiner vielschichtigen strukturellen Designs, je mehr wir erkennen wie viel es uns helfen kann, wie wir bessere Flugzeuge, Sportgeräte und Rüstung design."

Zurück im Jahr 2012 veröffentlichte Kisailus Gruppe ein Papier in der Zeitschrift Science, beschreibt die innere Region der Fangschreckenkrebse Klaue. Es ist sehr Energie-absorbierende, die hilft, um Kräfte zu zerstreuen — mag, wenn die bunten Kreatur gnadenlos, Pfund Hulk-ähnliche, auf Möchtegern Raubtiere. Dieser so genannte "periodische Region" besteht teils aus Chitin (eine gemeinsame Verbindung in den Schalen von Krustentieren) und teilweise von Kalziumphosphat und Kalziumkarbonat, umschlungen zusammen wie eine Wendeltreppe.

Das aktuelle Papier befasst sich mit der äußeren Schicht der Klaue oder "Auswirkungen Region", die ist sehr hart und widerstandsfähig gegen Rissbildung. Es enthält auch Chitin Fasern, nur dieses Mal umgeben von Calcium-Phosphat (gefunden in menschlichen Knochen), bilden eine enge Fischgrät-Muster. Es gibt auch eine dünne Schicht auf der Oberfläche, die dazu dient, den Stress Auswirkungen weiter zu zerstreuen.

Die Forscher zunächst lief Computersimulationen dieser ungewöhnlichen Fischgrat-Struktur repliziert und dann getestet, diese Feststellungen von 3D-Druck ein zusammengesetztes Material auf der Grundlage dieses Musters. Dies bestätigt, dass die Struktur wirklich effektiv Kraft des Aufpralls zu Belastungen auf die Kralle während des Gebrauchs zu minimieren verteilen.

Der nächste Schritt ist der zugrunde liegende Mechanismus durch welche solch eine einzigartige Fischgrätmuster Strukturformen erfahren. Kisailus Team hat in der Zwischenzeit 3D-Druck bereits benutzt, um composite-Materialien imitiert die Eigenschaften der Mantis Shrimp Krallen machen.

[Advanced Materials über Nanowerk News]