Kỳ lạ loại bọ cánh cứng như sắt, xe cán không chết, đạp không bể

Live Science
(ĐTTCO) – Loài bọ cánh cứng Phloeodes diabolicus kỳ lạ hầu như không thể phá vỡ - bạn có thể đập chúng, dẫm lên chúng hoặc chạy qua chúng bằng ô tô và chúng sẽ chạy trốn mà không bị nghiền nát.

Loài "bọ sắt" Phloeodes diabolicus. Image: © David Kisalius

Loài "bọ sắt" Phloeodes diabolicus. Image: © David Kisalius

Giờ đây, các nhà khoa học đã biết tại sao vỏ cánh ngoài, được gọi là elytra, của những con bọ này lại rất cứng rắn: chúng được tạo thành từ một loạt các bộ phận xếp lồng vào nhau một cách trơn tru; hình dạng và cấu trúc bên trong của thiết kế "ghép hình" này làm tăng sức mạnh bộ "áo giáp" của nó.

Bọ cánh cứng Phloeodes diabolicus có chiều dài khoảng 0,6 đến 1 inch (15 đến 25 mm), và được tìm thấy trong rừng ở phía Tây Bắc Mỹ, nơi chúng sống dưới vỏ cây.

Mặc dù tổ tiên của chúng có thể bay, nhưng bọ cánh cứng này đã mất khả năng bay từ lâu, và cánh ngoài của chúng được hợp nhất với nhau, tạo thành một lá chắn chống nghiền.

Các nhà nghiên cứu đã thực hiện các bài kiểm tra độ nén lên bọ cánh cứng để xem những chiếc khiên đó có thể chịu được lực bao nhiêu trước khi nứt vỡ. Họ phát hiện ra rằng những con bọ "sắt" có thể chống lại lực liên tục lên tới 149 Newton, hay 33 lbs (15 kg).

Theo nghiên cứu, con số này gấp khoảng 39.000 lần trọng lượng cơ thể của bọ cánh cứng và gấp đôi lực chịu đựng của các loài bọ cánh cứng trên cạn khác, theo nghiên cứu.

Cơ chế "ghép hình"

Phân tích kính hiển vi về mặt cắt của bộ xương ngoài cho thấy cấu trúc hỗ trợ bên khiến một số bộ phận của cánh ngoài cứng hơn những bộ phận khác, để phân bổ trọng lượng đồng đều trên lưng bọ cánh cứng và bảo vệ các cơ quan của nó. Và sự gia cố thêm đến từ đường nối nơi cánh hợp nhất với nhau.

Các nhà nghiên cứu báo cáo rằng trong họ hàng bay của bọ cánh cứng, rãnh elytra kết hợp với nhau trong "thiết kế lưỡi và rãnh", cho phép chúng mở, đóng và nhả cánh dưới một cách dễ dàng để bay.

Nhưng ở loài bọ cánh cứng này, các elytra hợp nhất khớp với nhau như những mảnh ghép trong trò chơi ghép hình dọc theo chiều dài bụng của côn trùng. Các phần nhô ra của các mảnh ghép vào nhau này, được gọi là lưỡi, cũng phân phối ứng suất trên bộ xương ngoài, giúp nó không bị nứt.

A cross-section of a diabolical ironclad beetle reveals layers of lateral support inside its exoskeleton.

Mặt cắt ngang của loài "bọ sắt" cho thấy cơ chế "ghép hình" của nó. (Image credit: David Kisalius)

Khi các nhà nghiên cứu in mẫu 3D để kiểm tra độ bền của các kết nối ghép hình, họ nhận thấy rằng nơi ghép có năm lưỡi là cứng nhất và có thể chịu tải nặng hơn.

Các nhà khoa học cũng phát hiện các vi cấu trúc phân lớp trong mặt cắt ngang của các lưỡi dao giúp chuyển hướng ứng suất ra khỏi các phần dễ bị tổn thương nhất, bảo vệ "cổ" hẹp của các mảnh ghép lồng vào nhau khỏi bị gãy và thực sự khiến các mảnh ghép lại với nhau an toàn hơn.

Tiết lộ kiến trúc sinh học làm cho bộ xương ngoài của bọ cánh cứng gần như không thể chạm tới có thể giúp các kỹ sư thiết kế cấu trúc chịu va đập tốt hơn và các nhà nghiên cứu đưa điều này vào thử nghiệm với thiết kế in 3D của riêng họ.

Các nhà khoa học viết trong nghiên cứu: “Chúng tôi chứng minh điều này bằng cách tạo ra các đường khâu lồng vào nhau từ vật liệu tổng hợp phỏng sinh học cho thấy độ dẻo dai tăng lên đáng kể so với khớp kỹ thuật được sử dụng thường xuyên”.

Vinh Trang

Các tin, bài viết khác

Đọc nhiều nhất

Giải mã những điều  điên rồ với tiền bạc

Giải mã những điều điên rồ với tiền bạc

(ĐTTCO) - Trong cuốn sách “Tâm lý học về tiền: Những bí mật về tham vọng, sự thịnh vượng và hạnh phúc”, tác giả Morgan Housel đã giải thích về quan niệm tiền bạc kỳ lạ của mọi người và giúp mọi người hiểu rõ hơn về chủ đề này.

Công nghệ

Nhà thông minh: Thị trường đầy hứa hẹn

(ĐTTCO) - Nhà thông minh (smarthome) là ngôi nhà được lắp đặt hệ thống các thiết bị điện tử, thiết bị thông minh có thể điều khiển, kiểm soát được. Tuy nhiên, do còn khá mới mẻ nên khi quyết định mua những thiết bị và ứng dụng smarthome cho ngôi nhà của mình, người dùng cần tìm hiểu và lựa chọn thật kỹ.

Thú đam mê

Những set trà chiều độc hiếm live

(ĐTTCO) - Cách nay gần 400 năm, trà đã dần vượt qua rượu, cà phê về tính đại chúng để chiếm lĩnh trái tim người đàn ông phương Tây chinh phục biển cả nhờ ở tính đằm đẹ, nhẹ nhàng như người phụ nữ phương Đông. Trà ngon nhất thường hái vào vụ Xuân, và vị trà dường như càng ngon hơn khi được thưởng thức bằng những trà cụ quý hiếm và đẹp mắt.

Sức khỏe

Người dân TPHCM mua thuốc ho, sốt phải khai báo y tế

(ĐTTCO) - Sở Y tế T HCM yêu cầu các nhà thuốc phải hướng dẫn người mua thuốc điều trị các triệu chứng sốt, ho, đau họng, khó thở; các triệu chứng liên quan đến hô hấp phải khai báo y tế.

Ẩm thực

Trải nghiệm ẩm thực cùng Rex Hotel Saigon

(ĐTTCO) - Trong tháng 5 tại Rooftop Garden Bar & nhà hàng Hoa Mai (Khách sạn Rex), khách hàng sẽ được thưởng thức 4 món ăn đặc biệt chính thức ra mắt, với hình ảnh hoàn toàn mới và mang đầy hương vị cuốn hút.

Du lịch

Mua sắm