皮皮虾的坚硬“虾拳”

　　科学家都想模拟用于武器研发

　　2016年，发表在《先进材料》杂志上的一篇文章中，来自美国加利福尼亚大学的科学家们对皮皮虾的捕捉足材料进行了细微分析，并且尝试了用3D打印的方式对其进行了模拟，同时进行了一系列的力学测试与分析。

　　实验发现，皮皮虾击打猎物时受到的冲击力高达1500牛顿(约150公斤)，按照常理，它早就该被这样巨大的冲击波击到西伯利亚去，但是它依然稳如泰山。

　　到底是什么样子的生物材料才能在如此高强度的反复使用中不致损坏，科学家想知道：有没有可能人工“模拟”出这样的材料?

　　研究组利用光学显微镜和纳米压痕仪，观察了一只拥有粉碎型捕捉足的雀尾螳螂虾。它的这只“拳头”大小约为7毫米。

　　科学家发现：这只“拳头”有三层——

　　从上往下看，第一层是捕捉足的最外层，叫做抗冲击表面，这层将会直接作用于猎物。

　　因为钙化程度已经非常高了，所以整层的材料由一个个结晶形成的纳米颗粒组成，这里也是整个捕捉足最硬的区域。

　　接下来就是抗冲击区域，这里藏着皮皮虾最大的秘密，也是它的捕捉足强度如此之高的核心秘诀——周期性人字形结构。通过纳米压痕仪可以看到，整体材料的多层结构，与坦克的复合装甲材料相似。

　　在受到冲击时，皮皮虾的周期性人字形结构材料，内部形变很小。这说明这种结构可以很好地分散所受外力，从而能够最大程度地保持材料本身的稳定。

　　正是因为这个神奇的周期性人字形结构，使得皮皮虾的“虾拳”成为了地球上最强的生物材料之一。

　　如果可以将以上3D打印出的周期性人字形结构一层一层叠加起来，真正达到100%仿皮皮虾的效果，由于这类材料本身十分轻薄，应用将是不可限量的。

　　事实证明，皮皮虾的秘密是有可能被模仿和复制的，“虾拳”材料作为一种超强材料，拥有巨大的应用前景，比如，加固防弹头盔、防弹衣、盾牌、甚至是坦克装甲车。(章咪佳)