Американські вчені досліджують незвичайну будову панцира жука-броненосця (Phloeodes diabolicus), який здатний витримувати наїзд автомобіля. Його природний захист може стати основою для нових інженерних рішень, зокрема під час виробництва та ремонту літаків, пише видання ZME Science.

Цей безкрилий жук завдовжки близько двох сантиметрів мешкає на заході США. Його головна особливість – надзвичайно міцний екзоскелет, дві частини якого з'єднані між собою за принципом деталей пазла. Така конструкція дозволяє рівномірно розподіляти навантаження та запобігає руйнуванню панцира.

Дослідження, проведене у 2020 році науковцями Каліфорнійського університету в Ірвайні та Університету Пердью, показало, що екзоскелет жука витримує приблизно 150 ньютонів сили – тобто майже у 40 тисяч разів більше маси тіла самої комахи. Для порівняння, наїзд автомобільної шини на жука на ґрунтовій поверхні може створювати навантаження приблизно у 100 ньютонів.

"Шов діє приблизно як пазл. Він з'єднує різні екзоскелетні пластини – деталі пазла – у черевній частині під надкрилами", - пояснює професор інженерії цивільного будівництва Університету Пердью Пабло Заваттьєрі.

Важливо, що панцир не просто протистоїть тиску, а й здатний контрольовано деформуватися. За надмірного навантаження його внутрішні шари поступово відокремлюються один від одного, поглинаючи енергію та запобігаючи раптовому руйнуванню всієї конструкції. Дослідники також з'ясували, що екзоскелет складається виключно з органічних матеріалів і не містить мінеральних компонентів.

Інженери вже намагаються застосувати ці принципи на практиці. Зокрема, у 2020 році було розроблено кріплення з вуглецевого композиту, натхненне будовою панцира. Воно виявилося таким же міцним, як традиційні авіаційні кріплення, але краще поглинало енергію.

У дослідженні 2026 року науковці випробували аналогічний принцип для ремонту пошкоджених композитних матеріалів, які використовуються в авіації. Такі з'єднання витримували на 30,47% більше максимального навантаження під час розтягування, ніж традиційні ремонтні конструкції.

Попри перспективні результати, технологія поки не готова до безпосереднього використання в літаках. Водночас дослідження демонструють, як механізми захисту, сформовані еволюцією, можуть допомогти створювати авіаційні конструкції, стійкіші до пошкоджень.

Більше цікавого про природу

Як писав УНІАН, у Національному природному парку "Тузлівські лимани" на Одещині зафіксували закавказького деревного богомола, вид, який, імовірно, потрапив до Криму з Кавказу ще на початку ХХ століття, а згодом поширився материковою частиною України. 

Також ми розповідали, що у США спиляли сосну, щоб вивчити її річні кільця, і лише після цього з’ясувалося, що дереву було близько 4900 років, що робило його найстарішим достовірно датованим деревом на той час. 

Вас також можуть зацікавити новини:

• У 1978 році в океан скинули тисячі шин, залитих бетоном: що сталося за 40 років
• Екологи опустили камеру в каламутні води Амазонки й випадково зафіксували рідкісних істот
• В Альпах офіційно зник відомий льодовик