У насекомого выжить под колёсами машины нет шансов, а «дьявольский» жук-броненосец, живущий на западном побережье США и в пустынях Южной Калифорнии, остается невредимым. Биологи давно жаждали раскрыть секрет сверхпрочного панциря, но удалось это недавно. С помощью передовых методов микроскопии, спектроскопии и механических испытаний американские биологи и инженеры вместе с японскими коллегами изучили структурные особенности и вещественный состав надкрылий жука, рассказывают РИА Новости.Не умея летать, это насекомое в процессе адаптации к наземному образу жизни приобрело сверхпрочные надкрылья — передние крылья экзоскелета, способные противостоять огромным силам раздавливания. Эти надкрылья соединяются по извилистой линии, похожей на замок паззлов. Геометрия и многослойная микроструктура соединения обеспечивают великолепное механическое сцепление и повышенную жесткость панциря. Несмотря на то, что соединение жесткое, оно же и пластичное, как канцелярская скрепка. Кроме того, такая форма шва позволяет более равномерно распределять приложенную силу по всему телу.Исследователи наблюдали с помощью электронного микроскопа, что происходит в шве при сжатии: вместо того, чтобы треснуть в месте соединения, материал надкрылий расслаивается. Используя сжимающие стальные пластины, экспериментаторы выяснили, что панцирь жука-броненосца выдерживает нагрузку в 149 ньютонов, что в 39 000 раз превышает его собственный вес. Для сравнения, шина легкового автомобиля на грунтовой дороге создает усилие около 100 ньютонов, а человек с таким экзоскелетом смог бы выдержать вес 40 танков. По оценкам учёных, ни одно другое наземное насекомое не способно выдержать даже половину такой нагрузки.Чтобы проверить потенциал подобной конструкции крепления, исследователи создали серию соединений из металлов и композитов, имитирующих структуры, наблюдаемые у жука. Оказалось, что прочность и ударная вязкость этих конструкций выше, чем у обычных инженерных соединений. Авторы считают, что такие сверхпрочные соединения могут найти применение в строительстве и инженерных областях, например, в турбинах авиационных двигателей, лопатки которых испытывают огромные нагрузки. Или в перспективе для человека создадут экзоскелет уникальной прочности.