Un exoesqueleto que simula un escarabajo lingote de hierro
La aparición del escarabajo del lingote de hierro no llamó la atención de los científicos al principio, no fue hasta después de varios experimentos rodantes que todos descubrieron que este pequeño insecto con una longitud corporal de solo 1 cm era inusual. Lo más importante es que los humanos pueden desarrollar un “equipo” que también tenga una súper resistencia física a través de su exoesqueleto duro.
En otras palabras, cuando comprendemos a fondo la estructura del cuerpo del escarabajo lingote de hierro y el material de su caparazón. Es posible diseñar una “camisa de hierro” para humanos de acuerdo con este estilo. Esta camisa de hierro tiene las mismas características que el caparazón del escarabajo de lingotes de hierro y puede resistir el impacto y el daño de fuerzas externas, como “balas”. .
Investigadores relevantes de la Universidad del Noreste de mi país han diseñado un diseño biónico de estructuras metamateriales basado en la situación actual de investigación. Basándose en la estructura detallada del exoesqueleto del escarabajo del lingote de hierro y la estructura de relación de Poisson negativa hexagonal cóncava, diseñaron un nuevo metamaterial de relación de Poisson negativa cóncava.
Los investigadores dijeron: La corrección del análisis teórico y el cálculo de la simulación se verificó mediante experimentos. Los resultados muestran que la resistencia al impacto de la nueva estructura de relación de Poisson negativa cóncava mejora significativamente en comparación con la estructura de relación de Poisson negativa hexagonal cóncava tradicional sin perder eficiencia de absorción de energía.
También hay investigadores que reemplazaron la fuerte estructura del escarabajo de lingotes de hierro en las palas de la turbina. El resultado también es muy bueno, la estructura es de hecho más fuerte y más estable que los pernos utilizados en la maquinaria tradicional. Creen que si los humanos pueden dominar esta tecnología en el futuro, muchas de las máquinas que tenemos a menudo, como los motores de los aviones, pueden ser más estables y confiables.
Con todo, la resistencia extremadamente fuerte del escarabajo de lingotes de hierro a la compresión es muy importante para el campo aeroespacial humano. Si esta estructura realmente se puede usar para reemplazar la estructura tradicional y mejorar el rendimiento, es realmente una buena noticia.
El “oso de agua” más duro
La naturaleza es realmente asombrosa, ha creado muchas criaturas con acrobacias sin saberlo. Por ejemplo, el escarabajo de lingote de hierro que le presentamos anteriormente, aunque su físico es pequeño, es lo suficientemente “resistente a la presión”. Pero en realidad, además del escarabajo lingote de hierro, hay otra criatura en la naturaleza que siempre ha llamado la atención del ser humano, es más pequeña que el escarabajo lingote de hierro, tan pequeña que nos resulta difícil observarla a simple vista.
Este tipo de criatura es el oso de agua, que pertenece a los “tardígrados”, y hay más de 900 especies en la tierra. Solo por el nombre, algunas personas pueden pensar que esta criatura vive en el agua y debería tener alguna relación con “oso”. Pero de hecho vive principalmente en sedimentos de agua dulce y suelo húmedo, pero no tiene nada que ver con los osos.
La razón por la que la palabra oso aparece en el nombre se debe enteramente al “estereotipo” del observador. Su tamaño es muy pequeño, solo unas 50 micras a 1,4 mm, por lo que la primera vez que los humanos observaron al oso de agua fue usando una lupa para ver su verdadera apariencia. Como se puede ver en la foto, esta criatura se ve carnosa, con 4 pares de patas con garras a ambos lados de su cuerpo, y se arrastra lentamente.
El cuerpo del tardígrado se ve inusualmente “redondo”, y su cola se parece a las nalgas de un oso, que vibra ligeramente mientras se arrastra, por lo que los investigadores le dieron este nombre. No mires el nombre del oso de agua, parece “hanhan”, pero puede considerarse como el superviviente más fuerte de la naturaleza.
Si el escarabajo lingote de hierro usa un caparazón grueso para armarse ante el peligro, esto es para apuntar todos sus puntos de habilidad a la defensa física, entonces los osos de agua ponen todos sus puntos de habilidad a la “resistencia”. Vamos, ¿por qué dices eso?
Porque los científicos permitieron que la nave espacial llevara osos de agua al espacio para probar si pueden sobrevivir en el duro entorno espacial. En septiembre de 2007, la Agencia Espacial Europea lanzó una nave espacial no tripulada llamada “Photon-M3”. Después de que la nave espacial fuera lanzada con éxito, comenzó a orbitar a una distancia de unos 256 kilómetros de la superficie. Hay dos tipos de osos de agua en la nave espacial, que se utilizan para enfrentar directamente las pruebas de baja temperatura, vacío y radiación del espacio.
La súper resistencia de los osos de agua fue descubierta por los humanos muy temprano, pero la fuerte radiación en el universo puede ser fatal para los organismos, por lo que muchos científicos no creen que esta pequeña criatura pueda sobrevivir. Después de la intensa radiación, todos los grandes tardígrados amarillos murieron, pero apareció un pequeño número de sobrevivientes entre los tardígrados de manchas pequeñas restantes.
Lo que es aún más sorprendente es que estos sobrevivientes que han regresado con vida no han experimentado muchos cambios en sus funciones físicas, no solo están “vivos”, sino que su capacidad reproductiva no se ha visto afectada en lo más mínimo. Ya sabes, los países retrasaron inicialmente el envío de mujeres astronautas al espacio porque les preocupaba que la función reproductiva de las mujeres astronautas solteras se viera afectada. Y los tardígrados han demostrado a los humanos sin ningún tipo de protección que no se ven afectados por la exposición directa a la radiación.
El profesor Johansson dijo: “No hay datos que demuestren que los tardígrados experimentan cambios en sus cuerpos cuando se exponen a la radiación solar. Por lo tanto, no sabemos cuánto les daña la radiación solar y cómo reparan ese daño”.
Si las características de los seres vivos se pueden utilizar
Una de las razones importantes por las que los seres humanos vivimos en armonía con las criaturas de la naturaleza es que tienen características que nosotros no tenemos. Necesitamos dominar estas habilidades a través de la investigación y el aprendizaje, y usarlas para que sean muy útiles en varios campos.
Todos pueden imaginar que si “robamos al maestro y aprendemos el arte” y aprendemos toda la defensa física del escarabajo de lingotes de hierro y la súper resistencia del oso de agua, entonces los humanos pueden nadar fácilmente en el espacio o en las profundidades del mar. ¿Por qué dices eso?
Debido a que las características relacionadas del oso de agua muestran que no teme las duras condiciones de baja temperatura, vacío y fuerte radiación en el espacio, si los humanos pueden aprender la esencia, en el futuro, nuestros trajes espaciales e incluso las bases de las naves espaciales pueden usar ¿Se repararon los materiales y la construcción relacionados?
La perfecta resistencia a la presión del cuerpo del escarabajo de lingotes de hierro y la distribución de la presión por la estructura de la cadena juegan un papel importante en el campo de la exploración de aguas profundas. Ya sabes, aunque la gente está lista para comenzar a enviar astronautas a Marte, todavía hay relativamente poca exploración de las profundidades del mar y el interior de la tierra.
La razón fundamental es que la presión sobre el fondo del mar es demasiado alta. Una vez que el metal que es extremadamente duro a nuestros ojos se sumerge a cierta profundidad, puede ser presionado en una pieza delgada por la fuerte presión. Entonces, ¿cómo pueden los humanos realmente caminar sobre el “fondo”? La ropa protectora anticompresión perfecta es esencial. Si podemos diseñar una ropa protectora de acuerdo con las características del escarabajo del lingote de hierro, entonces los humanos realmente tendrán la oportunidad de “caminar por el fondo del mar” en el futuro.
