Нила Иваненко 
Никто в животном мире не может похвастаться ударом такой силы, как у креветки-богомола (Odontodactylus scyllarus). Это небольшое красочное ракообразное, которое также называют павлиньим раком-богомолом, раскалывает панцирь добычи своей дактильной дубинкой со скоростью 23 метра в секунду. Этот удар, который ученые назвали "королевским", имеет силу в 1500 ньютонов.
Исследователей Северо-Западного университета (США) заинтересовало, как удается этим морским жителям оставаться невредимым после эффекта отдачи.
О чем узнали ученые?
Один из секретов креветок-богомолов заключается в том, что их дактильные дубинки имеют довольно интересную структуру. Она позволяет фильтровать удары, защищая животное.
По словам ведущего автора исследования, инженера-механика Орасио Эспинозы, эти ракообразные известны своим невероятно мощным ударом, разбивающим раковины моллюсков и даже стекло аквариума. "Однако для многократного нанесения такого мощного удара палка павлиньего рака-богомола должна иметь надежный защитный механизм, предотвращающий самоповреждение", - отметил ученый.
Большинство предыдущих работ, посвященных Odontodactylus scyllarus, были сосредоточены на прочности палки и ее устойчивости к трещинам. При этом ее структуру рассматривали как укрепленный ударный щит, рассказало издание Science Alert.
"Мы обнаружили, что креветка-богомол использует фононные механизмы - структуры, которые избирательно фильтруют волны удара. Это дает креветкам возможность сохранять свою боевую способность при множественных ударах и предотвращать повреждение мягких тканей", - рассказал исследователь.
Его команда детально изучила удар морского животного. "Когда креветка-богомол наносит удар, он создает волны давления. При этом образуются пузырьки, которые быстро схлопываются, производя ударные волны в мегагерцовом диапазоне. Хлопание этих пузырьков высвобождает интенсивные всплески энергии, которые проходят сквозь дубинку креветки. Этот вторичный эффект ударной волны (вместе с начальной силой удара) делает удар еще более разрушительным", - пояснил Орасио Эспиноза.
Но креветка-богомол, как ни странно, не страдает от отдачи. Чтобы выяснить причину этой устойчивости, команда под руководством инженера Николаса Альдерете из Северо-Западного университета подробно исследовала пальцевидные булавы павлиньего рака-богомола.
Для этого ученые использовали такие методы, как пикосекундный лазерный ультразвук и переходная решетчатая спектроскопия. Как выяснилось, пальцевидные отростки имеют уникальную структуру, которая помогает гасить и фильтровать эти волны и таким образом защищаться.
Структура булавы оказалась слоистой, несколько похожей на лазанью. А ударная поверхность - тонким слоем гидроксиапатита: минерала, состоящего преимущественно из кальция и фосфора, как покрытие наших зубов.
Ударная область непосредственно под ним представляет собой слой хитиновых волокон, расположенных в елочном узоре, что укрепляет структуру. Еще ниже есть слой хитиновых волоконных пучков, которые спиралевидно скручиваются, что тоже помогает сопротивляться потенциальному разрушению. Этот слой также действует как защитный экран, фильтрующий (блокирующий) звуковые и стрессовые волны.
В ближайшее время исследователи планируют провести подводные эксперименты, чтобы глубже изучить эффективность великолепной брони креветок-богомолов. Эти знания могут понадобиться для создания новых суперпрочных биоматериалов.
Результаты исследования опубликовал журнал Science.
