尽管螳螂虾（Mantis Shrimp / 又称“虾蛄”）的体型有点其貌不扬，但你并不该忽视了它的前螯有多强大。近日，普渡大学和加利福尼亚大学河滨分校的研究人员们，就为我们揭开了螳螂虾肌力惊人、同时又不会对自身造成永久性损伤的机制。基于这项研究，有助于我们研发出一类新型超强材料。

螳螂虾的前螯可以产生惊人的 10400 g 加速度（与一枚 .22 口径的子弹相当）

螳螂虾是一种相当好斗的海生物，其前螯一旦出击，足以对软体动物和螃蟹造成严重的伤害。在某些极端的情况下，它甚至连水族馆的玻璃都能击碎。

对于它们如何承受如此剧烈反复的动作，科学家们一直深感好奇。此前，加州大学河滨分校已经研究过它的“螺旋状”结构，并在外表面上找到了吸收冲击的人字形纹理。

一种模仿螳螂虾前螯的扭曲裂缝结构的 3D 打印复合材料

借助这些信息，研究人员设计出了极其坚韧的新型复合材料。而在新研究中，团队想要深入了解这种结构如何保护其肢体免受伤害：

首先，他们用螳螂虾前螯的螺旋结构打印出了模型材料。尽管在反复碰撞后观察到了裂纹的形成，但有趣的是，这不仅没有损害材料的完整性、反而对其性能有所增强。

螳螂虾弹力逼人的前螯（螺旋状结构）的显微图像

事实证明，裂纹与前螯中甲壳素纤维的扭曲结构相呼应，能够抵消冲击能量、并阻止裂纹的进一步发展。研究合著者 Pablo Zavattieri 表示：

这种机制此前从未被详细研究过，我们发现，随着裂纹的发展，其拓展的驱动力逐渐减小、并促进了其它类似机制的形成，从而防止材料发生灾难性的破坏。

Twisting Cracks = Super Strength for Mantis Shrimp（via）

有关这项研究的论文，其中一篇发表在近日出版的《生物医学材料：力学行为》（Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials）期刊上，原标题为：

《Twisting cracks in Bouligand structures》

另一篇发表在近日出版的《国际固体与结构》（International Journal of Solids and Structures）期刊上，原标题为：

《Crack twisting and toughening strategies in Bouligand architectures》

[编译自：New Atlas , 来源：Purdue University]