【據(jù)美國普渡大學(xué)網(wǎng)站2019年6月11日報道】螳螂蝦是具有侵略性的海洋甲殼類動物，其腹部的盾型護甲(telson)能夠抵御來同類的快速猛烈的反復(fù)打擊。美國普渡大學(xué)的科學(xué)家近期對攻擊型的雀尾螳螂蝦和相對溫順的斑琴螳螂蝦的護甲進行了研究，揭示了這種耐損傷生物復(fù)合材料的多尺度結(jié)構(gòu)-力學(xué)性質(zhì)，以探索生物結(jié)構(gòu)用來抵抗重復(fù)高能沖擊失效的策略。研究發(fā)現(xiàn)，與斑琴螳螂蝦相比，雀尾螳螂蝦的護甲的防護能力更強，具有更高的體積壓縮剛度，這主要歸因于雀尾螳螂蝦護甲外部有外凸彎曲的脊(carinae)、內(nèi)部有一個像螺旋形樓梯的螺旋狀結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)組合在遭到撞擊時可吸收大部分能量，并可阻止裂紋擴展，在強化護甲的剛度同時，還允許護甲向內(nèi)彎曲，防止沖擊到螳螂蝦身體的其他部位。普渡大學(xué)的研究人員通過計算模型成功驗證了carinae的作用，并將肢解動物外骨骼的這種裂紋傳播機制集成到3D打印的水泥漿中，以提升混凝土結(jié)構(gòu)的耐損傷能力。該研究得到了美國空軍科學(xué)研究辦公室的財政支持，這些發(fā)現(xiàn)對于設(shè)計具有高損傷容限的輕質(zhì)復(fù)合材料是非常有用的，相關(guān)論文《The Stomatopod Telson: Convergent Evolution in the Development of a Biological Shield》已在Advanced Functional Materials期刊上發(fā)表。