皮皮蝦的完美外殼

朱崇愷

皮皮蝦又名螳螂蝦、蝦蛄。有些種類的皮皮蝦因其強(qiáng)大的前肢而被稱為“粉碎蝦”，它們可以輕易地用前肢打破蚌殼。皮皮蝦棲息在珊瑚礁中的洞穴里，由于合適的洞穴數(shù)量有限，因此生存競(jìng)爭(zhēng)相當(dāng)激烈。如何保護(hù)自己免受來(lái)自同類們強(qiáng)力武器的攻擊？開(kāi)發(fā)出堅(jiān)實(shí)的盾牌就行了！所以皮皮蝦在自己的尾部進(jìn)化出了一種專門的盾牌，稱為尾節(jié)，可以防護(hù)并吸收攻擊。皮皮蝦的尾節(jié)是一種多尺度結(jié)構(gòu)，外側(cè)有脊，內(nèi)部形狀像螺旋形的樓梯。

此項(xiàng)研究由加利福尼亞大學(xué)河濱分校的大衛(wèi)（David Kisailus）教授與普渡大學(xué)的巴勃羅（Pablo Zavattieri）教授共同領(lǐng)導(dǎo)，他們致力于解開(kāi)皮皮蝦尾節(jié)的秘密—“十多年來(lái)，我們一直在研究皮皮蝦。我們意識(shí)到，如果這些生物體以如此不可思議的力量相互撞擊，那么為了自保，其尾節(jié)必須要構(gòu)建成一面完美的盾牌才行。”大衛(wèi)說(shuō)。

研究人員揭示了皮皮蝦尾節(jié)中高度復(fù)雜的螺旋體結(jié)構(gòu)的功能，很明顯它們沿長(zhǎng)軸方向強(qiáng)化了尾節(jié)。但是，當(dāng)沿垂直于長(zhǎng)軸方向施加外力時(shí)，這些螺旋結(jié)構(gòu)允許尾節(jié)向內(nèi)彎曲，同時(shí)吸收大量的能量。“對(duì)我們來(lái)說(shuō)，這是一個(gè)非常激動(dòng)人心的時(shí)刻，因?yàn)槔眠@項(xiàng)技術(shù)開(kāi)發(fā)出的新型、輕質(zhì)、抗沖擊材料，可以被應(yīng)用到體育、汽車、航天等多個(gè)領(lǐng)域中。”大衛(wèi)說(shuō)。