الخنافس الحديدية الخارقة غير قابلة للكسر - يمكنك ضربها أو الدوس عليها أو دهسها بسيارة ، وسوف تندفع بعيدًا دون سحق.
يبلغ طول الخنافس الحديدية (Phloeodes diabolicus) حوالي 0.6 إلى 1 بوصة (15 إلى 25 ملم) ، وتوجد في موائل الغابات في غرب أمريكا الشمالية ، حيث تعيش تحت لحاء الأشجار. على الرغم من أن أسلافهم يمكن أن يطيروا ، فقد فقدت الخنافس الحديدية قدراتها على الطيران منذ فترة طويلة ، واندمجت elytra معًا لتشكل درعًا مقاومًا للكسر.

الآن، يعرف العلماء سبب كون الأجنحة الخارجية لهذه الخنافس ، والمعروفة باسم elytra ، صعبة للغاية - فهي تتكون من سلسلة من أجزاء الألغاز المتشابكة بسلاسة ؛ الهندسة والهيكل الداخلي لتصميم "بانوراما" هذا يزيدان من قوة درع الخنفساء.

علماء الحشرات على دراية تامة بمتانة هذه الحواجز. كتب العلماء في دراستهم الجديدة ، التي نُشرت على الإنترنت اليوم (21 أكتوبر) في مجلة Nature ، أن جهود تثبيت عينات الخنفساء الحديدية للتركيب والعرض والتخزين كثيرًا ما تنتهي بحشرة غير مثقوبة وكومة من المسامير الفولاذية المثنية.

أجرى الباحثون اختبارات ضغط على الخنافس لمعرفة مقدار القوة التي يمكن أن تتحملها هذه الدروع قبل التصدع. اكتشفوا أن الخنافس "الحديدية" يمكن أن تقاوم قوى مستمرة تصل إلى 149 نيوتن ، أو 33 رطلاً. (15 كيلو جرام). كان هذا حوالي 39000 ضعف وزن جسم الخنافس ، وأكثر من ضعف القوة التي يمكن أن تتحملها الأنواع الأخرى من الخنافس الأرضية ، وفقًا للدراسة.

أظهر التحليل المجهري للمقاطع العرضية للهيكل الخارجي هياكل دعم جانبية جعلت بعض أجزاء الإيليترا أكثر صلابة من غيرها ، لتوزيع الوزن بشكل موحد على ظهر الخنفساء وحماية أعضائها. وجاء مزيد من التعزيز من التماس حيث انصهرت الإيليترا معًا.

عندما قام الباحثون بطباعة عينات ثلاثية الأبعاد لاختبار قوة وصلات بانوراما ، وجدوا أن الغرز ذات الخمس شفرات كانت أكثر صلابة ويمكن أن تتحمل أحمالًا أثقل. اكتشف العلماء أيضًا تراكيب مجهرية ذات طبقات في المقاطع العرضية للشفرات أدت إلى تحويل الضغوط بعيدًا عن الأجزاء الأكثر ضعفًا ، مما يحمي "الأعناق" الضيقة لقطع الأحجية المتشابكة من الكسور وتسبب في الواقع في قفل القطع معًا بشكل أكثر أمانًا.

يمكن أن يساعد الكشف عن العمارة البيولوجية التي تجعل الهياكل الخارجية للخنفساء الحديدية شبه غير قابلة للكسر ، المهندسين على تصميم هياكل أكثر مقاومة للتأثيرات ، وقد اختبر الباحثون ذلك من خلال تصميماتهم المطبوعة ثلاثية الأبعاد.

وكتب العلماء في الدراسة

"نبرهن على ذلك من خلال إنشاء خيوط متشابكة من مركبات المحاكاة الحيوية التي تظهر زيادة كبيرة في المتانة مقارنة بالمفصل الهندسي المستخدم بشكل متكرر".

 

التعليقات

اترك تعليقاً إلغاء الرد

شارك الموضوع