皮皮虾的拳头与航天器的不解之缘

说起螳螂虾，大家可能比较陌生，但说到皮皮虾，想必大家就比较熟悉了。螳螂虾，俗称“皮皮虾”、正式名称为“虾蛄”，属节肢动物门，甲壳亚门，软甲纲。

螳螂虾可分为用矛刺结构叉击软体猎物的“穿刺型”和用锤形鳌棒结构砸碎硬壳猎物的“粉碎型”。

穿刺型螳螂虾的外形酷似两把长矛，长矛上有排列锋利的棘刺，我们最常吃的皮皮虾就属于典型的穿刺型螳螂虾；粉碎型螳螂虾最典型的代表是雀尾螳螂虾，它们的捕捉足踝部异常强大、坚硬和发达，配合肢节上强健的肌肉，使得这类螳螂虾的攻击附肢极具破坏力。

螳螂虾的“拳速”更是令人骇闻。科学家测试过它出拳的速度，可达到每小时80公里，加速度超过10000个g（重力加速度）。就这样一只小小的虾，居然有如此强悍的攻击力，火箭发射时，加速度也不过10个g（重力加速度）。因此它的摄食速度，连水中运动敏捷的鱼、虾也无法躲避逃脱。

这么高的拳速所带来的的冲击力应该很大，可是它们却完好无损，这是为什么呢？为了解此疑惑，研究人员专门对粉碎型螳螂虾独特的鳌棒结构进行了研究。

鳌棒，即“趾棒”，它属于无机甲壳质构成的多层结构，且被外部坚硬的外壳包裹着。趾棒内部又分成两个区域，第一个区域分布着螺旋状纤维物质，可以吸收冲击能量；第二个区域被称为“条纹区”。

经过相关研究显示，趾棒内部的条纹区高度整齐地排列着纤维物质，正是因为这些纤维物质，趾棒在遭受冲击时才不会裂开。该区域就好像拳击比赛时选手们用来裹拳头的纱布，通过将鳌棒压紧以防止发生致命的破裂。

研究还发现，粉碎型螳螂虾的表亲穿刺型螳螂虾也有类似条纹区结构。研究人员认为，这是用来防止又长又细的矛刺刺入猎物时发生变形。

通过仿生技术，螳螂虾为航天器所需的超硬材料提供了新思路。美国空军科研办公室研究团队表示，希望通过仿生技术开发下一代复合材料，包括航天器及运动头盔等领域所需的超硬材料。近期，中科院材料力学行为与设计重点实验室骆天治教授团队与武汉大学王正直副教授、张作启教授合作，研究了具有防御功能的螳螂虾尾刺(矛)和寄居蟹左螯(盾)。相信不久的将来，会有更多的仿生技术可以被利用在人类的生活中。