Сенегальский многопёр вдохновил на создание новой брони
Во времена средневековья рыцари носили доспехи из чешуи (прочных чешуйчатых пластин, нашитых или приклепанных на основу). Возможно, в недалеком будущем эта система защиты возродится – на основе практически неуязвимой чешуи сенегальского многопёра, сообщает New Scientist. Polypterus senegalus – это хищная рыба с сильными зубами и мощным наружным скелетом, позволившими этому виду продержаться на планете уже 96 миллионов лет. Каждая из чешуек, покрывающих вытянутое туловище рыбы, состоит из множества слоев: когда рыбу кусает другой хищник, каждый слой трескается по-своему, так, что чешуйка в целом выдерживает атаку.
Ученые выяснили, что чешуйки соединяются друг с другом по принципу гомфоза, или вколоченного соединения костей (разновидность неподвижного соединения, когда в углубление одной кости входит конический выступ другой). Этот принцип позволяет совместить гибкость и прочность идеальным для доспехов способом, утверждает Свати Варшни (Swati Varshney), сотрудница Массачусетского технологического института. Ученая выступила с докладом на заседании Общества интегративной и сравнительной биологии, прошедшем в начале января в Сан-Франциско. Варшни и ее коллеги провели рентгеновское исследование чешуи сенегальского многопёра, построили модели чешуек и выяснили, как они соединяются друг с другом.
Чешуйки, расположенные около гибких частей тела рыбы (например, хвоста) невелики по размеру и позволяют ей изгибаться. Те, что закрывают брюхо и бока (и защищают внутренние органы) - больше и прочнее. Чешуйки настолько тесно прилегают друг к другу, что каждый «крючок» скорее удерживает соседнюю чешуйку на месте, а не позволяет ей сгибаться.
Ученые создали компьютерные модели различных типов чешуек, а потом воссоздали их в десятикратно увеличенном масштабе. Они напечатали на 3D принтере лист из 144 сцепленных друг с другом чешуек (из прочного материала). Коллектив исследователей надеется создать полноценный образец доспехов для армии США, который пришел бы на смену тяжелой брони из кевлара. Однако пока до практической реализации еще далеко. Такая экипировка будет воспроизводить принципы брони многопёра: гибкая в области суставов и прочная на спине и животе.
Эти рыбы сами на себе испытали технические решения – и поэтому они предоставляют хорошие образцы для защитного обмундирования, утверждает Доминик Адриенс (Dominique Adriaens), сотрудник Гентского университета (Бельгия). Как только мы определимся с конструкцией, можно будет экспериментировать с различными материалами. Керамика, например, хорошо защищает от жары, а металл лучше выдерживает удары.
Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Materials.
Артём Космарский nauka21vek.ru