"Okrossbar" skalbagge inspirerar till tåligare konstruktioner

2020-10-23 13:44  
Svartbaggen Phloeodes diabolicus. Foto: David Kisailus

Svartbaggen Phloeodes diabolicus exoskelett är så stryktåligt att den kan överleva en bilöverkörning. Ny kunskap om den "okrossbara" insekten kan leda till bättre flygplanskonstruktioner.

Den taggiga svartbaggen Phloeodes diabolicus hittar du framför allt på västkusten i Nordamerika. Den tillhör familjen barkbaggar och kan visserligen inte flyga, men den har ett extremt stryktåligt exoskelett. Det gör att den kan överleva stora, potentiellt skadliga krafter, som att bli stampad på eller bli överkörd av en bil.

Forskare har i flera år försökt återskapa exoskelettets stryktålighet, med hopp om att skapa bättre konstruktioner. Nu kan de ha kommit en god bit på väg.

Att svartbaggens exoskelett är så stryktåligt tycks handla om en kombination av två saker: materialet som skalbaggens skyddande täckvingar (elytra) är gjorda av, och hur dessa täckvingar är sammanfogade.

Läs mer: Artificiell hud kan få robotar att känna smärta

Täckvingarna består kitin, en aminopolysackarid, och proteiner som är ordnade i flera lager av sammanflätade fibrer. Vingarnas två halvor svetsas samman i ett pusselliknande mönster längs mitten av skalbaggens rygg.

När skalbaggen blir utsatt för tunga krafter gör skalets material och utformning att tyngden fördelas jämnt över exoskelettet. Kraften gör också att enskilda fibrer i exoskelettet glider ifrån varandra, några i taget. Det gör fogen seg, vilket gör att den kan absorbera mer energi innan den går sönder. Brotten sker också gradvis.

Forskare inspireras av skalbaggens exoskelett

I labbmiljö har svartbaggen stått emot upp till 149 newton, motsvarande drygt 15 kilo eller 39 000 gånger skalbaggens egen kroppsvikt.

Inspirerade av skalbaggens exoskelett forskare tillverkat fogar av metall och komposit. Jämfört med en Hi-Lok, en nit av titan som brukar användas för att sammanfoga delar i flygplan, var de skalbaggeinspirerade fogarna tuffare och starkare.

Studien "Toughening mechanisms of the elytra of the diabolical ironclad beetle" har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Nature, och har gjorts av forskare vid amerikanska University of California, Irvine

Ania Obminska

Mer om: Flygplan Insekter

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt