神奇！恶魔铁甲虫：能硬扛自重39000倍打击，人类也忍不住偷师了

最近，权威科学杂志《自然》刊登了一则非常有趣的新研究。人类从一只米粒般大小的铁甲虫身上，成功“偷师”，并研发出一种更耐用的支撑载荷的结构。

这一发现，极有可能会为开发更耐用的材料，以及克服工程上的挑战铺平道路。例如，这种能导致更安全的飞机发动机出炉，通过使用这结构方式的紧固件，不仅增加结构压力，还能提高整个发动机的耐久性。

这个神奇的工程材料的突破性技术，谁也没想到，科研人员的创意竟全部源于大自然里，一只丝毫不显眼的小小昆虫。

它是一种学名叫：Phloeodes diabolicus的甲虫，一般生活在北美地区。长相真的很一般，既没有七星瓢虫那样绚丽的色彩，也没有那样敏捷的身手，它平凡的外表看起来就像一小块粗糙的树皮或石头。可你切莫小觑了这个身长仅1厘米多，在甲虫类里为数不多只会在地上爬行，不会飞的小家伙。

它可是甲壳虫种群中的超级小坦克，生存技能在这个种群中几乎处于王者，面对外部复杂的环境，不仅扛得住别人的践踏，甚至还经受得起汽车的碾压。一切的奥妙在于，大自然的鬼斧神工般赋予了它那坚固的外骨骼，几乎让所有食肉动物对其难以下口。

因此，它们能在北美洲西南部的沙漠里，优哉游哉地爬行，或者潜伏在岩石下面，或躲在树皮下面。即便不能飞，呆头呆脑敏捷性好像不太强，很多时候只能呆在原地，但大自然给它专门设计的盔甲，让它面对捕猎者时一点也怵，就算如何击打都几乎完好无损，让捕食者不得不放弃对其的虐待。

这样独特的特性，也引起了加利福尼亚大学材料科学家大卫 · 基塞卢斯的兴趣，他们专门立项研究了种恶魔般的铁甲虫，让人难以置信的坚韧的物理和机械特性。为此，研究小组特地从加利福尼亚的内陆地区，收集了这些甲虫，作为重点研究对象。

首先，他们对恶魔铁甲虫整个外骨骼，进行了钢板压缩测试，以确定甲虫能够承受多大的力量，并与这个其他种类的甲虫物种相对比。测试数据让他们惊叹不已，除恶魔铁甲虫之外的其他甲虫，最大的承受力一般都不超过68牛顿，但这种恶魔般的铁甲虫可以承受最大力量149牛顿，大约是15公斤重的物体的击打，而这个重量足足是其自身重量的39000多倍！你想象一下，若把39000个同样的你，压在你身上，会是一番怎么样的情形？

对此，科研人员十分好奇，到底它是怎么做到的呢？

为此，研究小组使用了光谱学、扫描电子显微镜和 CT 扫描来仔细研究这个硬壳。一般来说，通过研究整个外骨骼的结构和材料组成，或许人们就可以破解其韧性的奥秘。但最终让研究人员讶异的结果出现了，它的这种奇特能力，关键点竟然在它的鞘翅身上。相比其他飞行甲虫，鞘翅是它们飞行的工具，魔鬼铁甲虫这个飞行工具进行了一次奇特的进化，它的翅膀不仅变得更坚硬，跟沿着缝合线锁在一起，更像盔甲。而甲虫鞘翅融合的缝合线，最终对其韧性起到了至关重要的作用。

就如材料科学家 Pablo Zavattieri所描述那样：“缝合线就像拼图游戏一样”。

一方面，连接鞘翅下腹部有各种骨骼刀片 ，并且让这些拼图碎片面对压力时，不会轻易折断，且外骨骼叶片内部的微结构实现分层平行抗断裂。另一方面，骨骼叶片外表面，还有一层被称为微毛的微小毛发，可以增加摩擦力，防止连锁边缘滑脱。这些特征的结合，使得鞘翅的变形更加缓慢，这样可以更均匀地消耗能量，防止外骨骼折断。

这种独特的材料结构组合方式，让材料科学家们叹为观止，并试着从其身上“偷师”！比如，他们使用碳纤维材料，模仿恶魔般的铁甲虫缝合线的拼图结构，制造了一个飞机发动机紧固件。在进行了加载试验后，所使用的紧固件材料性能一样的前提下，但新结构比原来要结实得多。

就如德克萨斯州大学机械工程师 David Restrepo所说那样：一个积极的工程挑战，是将不同的材料结合在一起，而不限制它们支撑载荷的能力。恶魔铁甲虫，总有办法绕过这些材料性能上的限制，造就我们意料之外的超级性能。

看来，大自然的造物主的奇思妙想，远远比我们人类所想要聪明多了！