Источником вдохновения для нового исследования ученых стала экспедиция в бассейне реки Амазонки, в которой Марк Майерс и профессор Якобс из Инженерной школы Калифорнийского университета Сан-Диего побывали несколько лет назад. Профессор механической и аэрокосмической инженерии был поражен тем, какие особо прочные защитные доспехи имеет Арапайма. Как может эта рыба обитать в кишащих пираньями водах, где другие животные просто не имеют шансов на выживание особенно во время засушливого сезона?

В лабораторных условиях Майерс и его коллеги поставили ряд экспериментов, в которых в роли пираньи выступила машина, которая внешне напоминает промышленный дырокол. К рабочей поверхности прикрепили зубы пираньи, а кусок наружных покровов Арапаймы вместе с чешуей уложили на мягкую резиновую поверхность, которая была призвана имитировать мягкие ткани рыбы. Затем смоделировали нападение пираньи, после чего выяснилось, что зубы хищника могут частично повреждать чешую, но ломаются еще до того, как достигают мышц рыбы.

При ближайшем рассмотрении выяснилось, как эта эффективная броня работает. Во-первых, наружный слой похож на черепицу, который сверху имеет твердой минерализованных слой, похожий на эмаль человеческого зуба. Эта поверхность еще и гофрирована, что позволяет чешуе легко сгибаться. А снизу находятся мягкие коллагеновые волокна, которые «уложены» наподобие чередующихся слоев, как фанера. При этом сочетание внешних жестких и мягких внутренних структур способны сгибаться, деформироваться и изгибаться, сохраняя особую прочность, что позволяет рыбе оставаться защищенной, не теряя мобильности.

Теперь инженер надеется, что проведенные исследования помогут применить полученные знания в создании многих полезных материалов: от гибкой керамики до защитного слоя бронежилетов, а также изоляции и в области аэрокосмического проектирования.

Источник: www.sciencedaily.com