Рак-богомол вдохновил на создание нового сверхпрочного материала
Благодаря одним из самых жестких природных социопатов, был открыт новый легкий сверхпрочный материал. Рак-богомол выглядит как мирный, цветной аквариумный обитатель, однако его клешни обладают пробивной силой пули .22 калибра. Команда исследователей из Калифорнийского университета (США) разработала углеродный композит, по структуре похожий на клешню. Полученный материал в один прекрасный день может быть использован для создания автомобилей и самолетов.
Будучи всего 10-15 см в длину, рак-богомол не самый крупный морской ракообразный, однако он самый неприглядный. Он сочетает поведение подводного тасманского дьявола с клешнями настолько смертельными, что он может оглушить или даже убить свою жертву даже не прикасаясь к ней. Характерные щелкающие звуки, которые они производят своими клешнями во время охоты или общения друг с другом (просто говоря, «не подходи»), это обычный звук, который слышат моряки, пытаясь уснуть в тропических гаванях. 
Этот щелканье, помимо прочего, - старейшее оружие в арсенале животных. Раки-богомолы используют свои клешни для пробивания своей жертвы, других раков-богомолов, или кого-то, кто косо на него посмотрел. Что необычно, так это то, что эта булавовидная клешня загибается назад, как пистолетный боек, а во время захвата его скорость превышает скорость пули .22 калибра, производя усилие превосходящее вес рака-богомола более чем в 1000 раз. Это равняется примерно 91 кг.
Чтобы дать некоторое представление о том, насколько мощный это удар, придется разочаровать владельцев аквариумов, так как такой удар разобьет стекло, а потому содержать этих животных нужно в специальном резервуаре.
Еще один примечательный факт о раке-богомоле: его клешня щелкает настолько быстро, что буквально заставляет закипать воду, разогревая ее до 4000 С0. Это создает звуковую волну, которая расширяется и взрывается, как пузырь. Эта волна настолько сильна, что на близком расстоянии может оглушить или убить небольшую жертву.
Что заинтересовало команду ученых их Калифорнийского университета, так это то, что рак-богомол может ударять других животных своей клешней тысячи раз подряд, и при этом она не ломается.
В предыдущем исследовании ученые выяснили, что покрытие клешни, которое называется кутикула, состоит из нескольких слоев, из которых внутренний это - эндокутикула. Она состоит из спирали минеральных волокнистых слоев, каждый из которых расположен под наклоном к другому, образуя при этом полный виток и выполняя функцию амортизатора.
Основываясь на этом, команда создала подобную спираль из композита углеродных эпоксидных нитей. Эта спираль состояла из волокон находящихся под тремя разными углами: от 10 до 25 градусов к предыдущему слою.
Их сравнили с двумя контрольными спиралями: первая – простая односторонняя спираль, а вторая – с каждым слоем, расположенным на четверть оборота предыдущего. Затем их подвергли тестам, применяемым для определения прочности авиационных материалов, сбрасывая на них вес, и изучили повреждения с помощью ультразвука.
В результате сравнения оказалось, что материал с односторонней спиралью полностью провалил тест, а второй был поврежден. Материал, основанный на строении клешни рака-богомола, получил на 80% меньше повреждений, чем версия с четвертью оборота.
Это связанно с тем, что части спирали распределяли повреждения по всей структуре, не позволяя концентрироваться на одной точке. Это свойство также позволило материалу пройти тест на давление.
По словам ученых, новый композитный материал может найти применение в производстве самолетов и автомобилей, а так же в укреплении бронежилетов и футбольных шлемов. К тому же, компьютерное моделирование покрытия клешни рака-богомола может позволить по-новому взглянуть на улучшение синтетических имитаций.
«Чем больше мы изучаем оружие этих морских существ, тем больше понимаем, что ее структура может улучшить многие вещи, которые мы используем ежедневно», - говорит Дэвид Кисайлус (David Kisailus) член Национальной Академии Наук и преподаватель Инженерного колледжа Bourns.
Исследование опубликовано в журнале Acta Biomaterialia.
По материалам Gizmag.
Егор Яковлев nauka21vek.ru