Учёные выявили причины высокой прочности панцирей «жуков-броненосцев»

Дьявольский жук-броненосец Phloeodes diabolicus встречается в дубовых рощах на западном побережье США и в пустынях Южной Калифорнии. Он не может летать, однако его надкрылья выполняют роль защитного панциря, способного выдержать огромную нагрузку. Даже если такой жук окажется под колёсами автомобиля, он не пострадает. В журнале Nature появилась статья, в которой биологи раскрывают секрет прочности панциря этого насекомого.

Энтомологи отметили, что передние крылья экзоскелета жука-броненосца невозможно проткнуть булавкой, которой прикрепляют насекомых к стендам. Механические испытания показали, что они выдерживают и очень серьёзное давление. Биологи и инженеры из Америки и Японии обследовали этих насекомых с помощью микроскопии, спектроскопии и механических испытаний.

Оказалось, что, в отличие от летающих насекомых, у которых надкрылья раскрываются, у жука-броненосца они соединены по извилистой линии. Она напоминает замок пазла, а сами надкрылья имеют многослойную микроструктуру. Эти факторы дают повышенную жёсткость сцепления и прочность экзоскелета. При этом соединение пластично, как канцелярская скрепка. В результате приложенная к надкрыльям сила распределяется по всему телу насекомых. Панцирь не раскалывается, а расслаивается.

Исследователи установили, что надкрылья дьявольского жука-броненосца могут выдержать давление до 149 ньютонов. Это в 39 тыс. раз больше массы тела насекомого. Учёные считают, что даже половину подобной нагрузки не способно выдержать ни одно другое существо в мире. Шина легкового автомобиля давит на грунтовую дорогу с усилием примерно в 100 ньютонов.

Это открытие может найти применение в инженерии. Сверхпрочные соединения подобного типа пригодятся в строительстве, создании турбин авиационных двигателей и других механизмах, испытывающих огромные нагрузки.

Природа хранит множество тайн. Одно её созерцание помогает человеку. Учёные выяснили, что улучшить состояние людей может просмотр телепередач о природе.