知否为避免被同类戳死，螳螂虾进化出完美神器

（原标题：The mantis shrimps perfect shield）

　　作者 小小

　　出品 网易科技《知否》栏目组（公众号：tech_163）

　　图：螳螂虾尾部向上卷起的盾状结构被称为“尾节”，可以保护其免受竞争对手强有力的“肘击”

　　微型甲壳类动物螳螂虾是海洋中最活跃的动物之一，它们总是在栖息地互相攻击。然而，这种生物却拥有动物王国中最致命的武器之一，即被称为“dactyl club”（类似胳膊肘）的附体，它可以轻易敲碎蛤壳，因此非常危险。

　　不过万物总是相生相克，当你遭到完美武器攻击时该如何保护自己？答案就是使用完美盾牌，螳螂虾就是如此。它们的尾部进化出特殊的盾牌，叫做“尾节”(telson)，可以应对同类的攻击。

　　螳螂虾的尾节是个多尺度结构，外部有脊，内部则像螺旋楼梯。研究人员已经解开了尾节的秘密，并基于这种特殊构造开发出一种新型轻质、耐冲击材料，可用于体育、航天和许多其他领域。

　　研究人员称，有些种类的螳螂虾栖息在珊瑚礁洞穴中，因其拥有强有力的“dactyl club”，为此又被送绰号“锤击者”。由于适合居住的洞穴数量有限，为此螳螂虾之间的争夺非常激烈。在此过程中，螳螂虾利用它们的尾节来保护自己免受毁灭性打击。

　　研究人员对两种类型的尾节型建筑及其内部结构进行研究，并对每种类型的结构进行了机械测试。他们在特殊的屏蔽层中发现了一种螺旋状结构，它可以防止裂缝扩大，并最终吸收撞击产生的大量能量，以避免建筑受到灾难性的破坏。

　　这种螺旋状或扭曲的胶合板状结构，与研究人员之前在“锤击者”的dactyl club中发现的结构也十分相似，这种结构可以让螳螂虾在不伤害自身的情况下击穿蛤壳。

　　研究人员表示：“十多年来，我们始终在研究螳螂虾的这种致命武器。我们意识到，如果这些生物以如此惊人的力量相互攻击，尾节就必须充当起完美盾牌的角色。最有效的材料结构（螺旋状）再加上巧妙的几何结构，这是大自然发现的另一个成功的解决方案。”

　　研究人员还通过对尾节进行机械测试，以及对其结构进行3D打印复制，揭示了一种名为“龙骨状突起”的高度弯曲脊功能。他们表示！“当我们观察龙骨状突起时，很明显，它们会使尾节沿着长轴变硬。然而，我们发现，当外力垂直于长轴施加压力时，龙骨状突起也允许尾节向内弯曲。这使我们能够发现这些脊状结构的隐藏功能，即在撞击中吸收大量能量。”

　　研究人员应用简单的力学原理和计算模型来理解龙骨状突起的作用，他们发现这些几何特征可以促使尾节结构硬化或软化。

　　研究人员已经将这些发现融入到头盔和其他结构材料的高耐冲击材料开发中。他们说！“这对我们来说是个特别兴奋的时刻，包括航空航天、体育和汽车公司等实体，都对这项技术很感兴趣。我们目前正在与美国空军研究实验室合作，制造更轻、更坚固的材料。”

　　网易科技《知否》栏目，好奇世界，与你一起探索未知。

　　关注网易科技微信号（ID：tech_163），发送“知否”，即可查看所有知否稿件。