Раскрыли секрет высокой прочности панциря жука-броненосца

Результаты исследований американских учёных, опубликованные в издании «Nature», доказали, благодаря чему панцирь жука-броненосца является сверхпрочным.

Жуки-броненосцы, известные науке как Phloeodes diabolicus, обитают в пустынях на юго-западе Северной Америки. Их способности к выживанию может позавидовать каждый: насекомое останется в живых, даже если на него наступит человек или переедет машина. Жуки-броненосцы не способны летать, благодаря этому имеют жёсткие надкрылья.

Ученые-материаловеды из университета Калифорнии изучили экзоскелет этого жука с помощью электронного сканирования, компьютерной томографии и спектроскопии. Выяснилось, что он состоит из белковой матрицы, хитина и волокнистого вещества, которое выработано из глюкозы. Но главный секрет заключается в швах, соединяющих различные части брони жука словно головоломку. Микроскопические волоски не допускают раскола панциря, позволяя пластинам легко деформироваться и равномерно распределять внешнее давление. Известно, что экзоскелет жука-броненосца выдерживает нагрузку в 39000 раз больше собственного веса.

Исследования показали, что при внешнем воздействии материал надкрылий этих жуков не ломается, а расслаивается. Это позволяет им выдерживать давление до 149 ньютонов, тогда как усилие от автомобильного колеса на грунтовой дороге составляет около 100 ньютонов.

Результаты исследований дали пищу для размышления инженерам. Те решили, что этот опыт поможет в разработке более прочных материалов, например, для авиационной промышленности. Имитируя структуру экзоскелета жука-броненосца, инженеры создали крепёжную деталь авиадвигателя и убедились, что она гораздо жёстче, прочнее и долговечнее любой другой, которая была сделана до этого.