Раскрыт секрет высокой прочности панциря жука-броненосца

Ученые из Университета Пердью определили механизм, из-за которого панцирь жука-броненосца настолько крепкий. Считается, что этот членистоногий является обладателем одного из самых прочных экзоскелетов.

Научная группа провела эксперимент, в ходе которого панцирь жука сжимался стальными пластинами. Увеличение давления фиксировала компьютерная томография. Так, броня оказалась способна выдерживать нагрузки, в 39000 раз превышающие собственный вес тела, что эквивалентно приложению порядка 150 ньютонов. Его защитная функция настолько велика, что животное способно выжить даже под колесами автомобиля.

С помощью 3D-моделирования стало ясно, что большую роль играет соединительный шов, проходящий через все брюшко жука. Также авторы исследования обнаружили, что у бескрылого жука-броненосца, сверхпрочные надкрылья, соединяющиеся по извилистой линии, похожей на конструктор, где слабые места практически отсутствуют, а внешнее давление равномерно распределяется. При сжатии этот материал расслаивается, вместо того, чтобы треснуть.

Для проверки потенциала подобной конструкции крепления, исследователи создали серию соединений из металлов и композитов, имитирующих структуры, наблюдаемые у жука. Оказалось, что прочность и ударная вязкость этих конструкций выше, чем у обычных инженерных соединений.

Ученые полагают, что такие сверхпрочные соединения могут найти применение в строительстве и инженерии, например, в турбинах авиационных двигателей.