加州大学欧文分校 信用:Unsplash/CC0公共领域 加州大学欧文分校的材料科学研究人员正在研究螳螂虾的复原力
这种古老的甲壳类动物有两个锤状的迅猛龙附肢，被称为趾棒，它们用它来击打和粉碎猎物
这些拳头能够以超过50英里/小时的速度从身体上加速，发出强有力的打击，但之后看起来并未受损
UCI的研究人员发现，球杆有一种独特设计的纳米粒子涂层，可以吸收和耗散能量
今天发表在《自然材料》杂志上的这一发现对汽车、航空和体育行业的工程材料有着重要的意义
UCI材料科学与工程教授大卫·基赛勒斯研究螳螂虾已有十多年了，他说:“想想看，以这样的速度打几千次墙，还不至于弄断你的拳头。”
“这令人印象深刻，它让我们思考这是怎么回事
" 他和博士后学者魏煌利用透射电子显微镜和原子力显微镜检查了球杆表层的纳米结构和材料成分
他们确定纳米粒子是双连续球体，由有机(蛋白质和多糖)和无机(磷酸钙)纳米晶体交织而成
三维无机纳米晶体是中晶的，基本上像乐高积木一样堆叠在一起，在它们结合在一起的地方有很小的方向差异
结晶界面对表层的弹性至关重要，因为它们在高速冲击过程中断裂和破裂，使穿透深度减半
“高分辨率的透射电子显微镜确实帮助我们了解了这些粒子，它们是如何构造的，以及它们在不同类型的压力下是如何反应的，”基塞卢斯说
“在相对较低的应变率下，粒子几乎像棉花糖一样变形，当压力减轻时就会恢复
" 他指出，结构在高应变冲击下的行为有很大不同
“颗粒在纳米晶体界面变硬并断裂，”基赛勒斯说
“当你打碎某物时，你打开了新的表面，消耗了大量的能量
" 该团队包括来自普渡大学、牛津仪器公司和布鲁克公司的研究人员
也能够测量和表征涂层令人印象深刻的阻尼能力
互穿网络中的硬无机和软有机材料赋予涂层令人印象深刻的阻尼性能，而不损害硬度
这是一种罕见的组合，胜过大多数金属和技术陶瓷
他补充说，他现在专注于将这些发现转化为各种领域的新应用:“我们可以想象出设计类似部件的方法，以增加用于汽车、飞机、橄榄球头盔和防弹衣的增强保护表面
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