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来源：Nature自然科研
《自然》本周发表的一项研究Toughening mechanisms of the elytra of the diabolical ironclad beetle指出了铁定甲虫（Phloeodes diabolicus）的外骨骼如此坚硬的原因。研究结果有助于解释为何巨大的挤压力也压不死铁定甲虫，或在航空等建筑和工程领域具有应用价值。
铁定甲虫是一种栖息在橡树上的物种，主要发现于北美西海岸。这种昆虫不具备飞离险境的能力，但它们长有抗挤压外骨骼前翅（称为鞘翅），也就是说，这种昆虫能经受住捕食者的挤压和尖刺攻击，即使被汽车碾过都安然无恙。这种力量对于想要用标准钢丝针将它们固定在展示盒中的昆虫学家来说，构成了不小的挑战。
美国加州大学尔湾分校的David Kisailus和同事报道了这种鞘翅的结构特征和物质组成，它们能让铁定甲虫承受最大149牛顿的力（约为其体重的3.9万倍）。利用先进的显微镜、光谱技术和机械测试，作者在鞘翅中央观察到了一连串形似拼图的联锁关节。作者发现，这些关节的几何结构以及它们的层状微结构让铁定甲虫的外骨骼实现了极其出色的机械联锁和坚韧性。
为了测试这种几何结构作为强硬机械紧固件、连接不同材质（如塑料和金属）的潜力――类似航空航天业对涡轮固件的需求，作者利用模拟这种结构的金属复合材料制作了一系列接头。作者发现，与常用的工程接头相比，他们设计的接头强度更大、韧度也显著增强。
陆生甲虫的力学属性和铁定甲虫（P. diabolicus）的结构特征
©Nature
Nature | doi: 10.1038/s41586-020-2813-8
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Toughening mechanisms of the elytra of the diabolical ironclad beetle
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