може

Диявольські броньовані жуки майже незламні - ви можете їх вдарити, натоптати або переїхати на машині, і вони будуть бігти, не розчавивши.

Тепер вчені знають, чому зовнішні крильчасті ящики цих жуків, відомі як елітри, настільки міцні: вони складаються з серії плавно з'єднаних частин головоломки; геометрія та внутрішня структура цієї конструкції “головоломки” збільшують міцність броні скарабея.

Броньовані жуки (Diablo de floeodes) мають довжину від 15 до 25 міліметрів від 0,6 до 1 дюйма і зустрічаються в лісових місцях проживання на заході Північної Америки, де вони живуть під корою дерев. Хоча їх предки могли літати, броньовані жуки давно втратили свої льотні здібності, а їх надводки запобіжники, утворюючи щит, стійкий до розчавлювання.

Пов’язані: Зустріньте жуків: вражаючі зразки з лондонських музеїв

Ентомологи дуже добре знайомі з міцністю цих бар’єрів. Намагання закріпити зразки броньованих жуків для монтажу, демонстрації та зберігання часто закінчуються непросвердленою комахою та пачкою зігнутих сталевих штифтів, писали вчені у своєму новому дослідженні, опублікованому сьогодні (21 жовтня) в журналі Nature.

Дослідники провели тести на стиснення жуків, щоб побачити, наскільки силою можуть витримувати ці щити перед тим, як зламатися. Вони виявили, що "залізні" жуки витримують безперервні сили до 149 ньютонів, або 33 фунтів. (15 кілограмів). Згідно з дослідженням, це приблизно в 39000 разів перевищувало масу тіла жуків і більш ніж удвічі перевищувало силу, яку можуть протистояти інші види ґрунтових жуків.

Головоломка приєднується

Мікроскопічний аналіз поперечних зрізів екзоскелета показав бокові опорні конструкції, які робили деякі частини надкрила більш жорсткими, ніж інші, щоб рівномірно розподілити вагу по спині жука та захистити його органи. І більше підкріплення надходило від шва, де надкрила зливались.

У літаючих родичів броньованого жука елітри об'єднуються в "конструкцію шпунта", що дозволяє їм плавно відкривати, закривати і звільняти нижні крила для польоту, повідомляють дослідники. Але у броньованих жуків зрощені елітри збігаються, мов шматочки головоломки, вздовж живота комахи. Виступаючі частини цих блокуючих частин, які називаються лезами, також розподіляють напруження по екзоскелету, запобігаючи його тріщинам.

Поперечний переріз диявольського броньованого жука виявляє шари бічних опор у його екзоскелеті. (Зображення: Девід Кісаліус)

Коли дослідники надрукували 3D-зразки для перевірки міцності з’єднань лобзика, вони виявили, що п’ятилопаткові шви були жорсткішими і витримували більші навантаження. Вчені також виявили шаруваті мікроструктури в поперечних перерізах лопатей, які ще більше відхиляли напругу від найбільш вразливих частин, захищаючи вузькі "шийки" зв'язаних шматочків головоломки від переломів і змушуючи шматки злипатися між собою більш безпечно.

Виявлення біологічної архітектури, яка робить екзоскелети броньованих жуків майже незламними, може допомогти інженерам розробити конструкції, які є більш стійкими до ударів, і дослідники випробували це за допомогою власних 3D-друкованих конструкцій.

"Ми демонструємо це, створюючи взаємозв'язувальні шви з біоміметичних сполук, які демонструють значне збільшення в'язкості порівняно з часто використовуваним інженерним з'єднанням", - написали вчені в дослідженні.

Спочатку розміщено на Live Science.