Uno sguardo più da vicino all’incredibile capacità di perforazione dei gamberetti mantide

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L’unico gamberetti di mantide è un affascinante crostaceo che ha caratteristiche incredibili, non ultima delle quali è impressionante punch. Non è un gambero, né è una mantide. È lungo solo 10 centimetri o quattro pollici.

Gamberetti mantide (Odontodactylus scyllarus) vicino all’isola di Gili Banta (vicino a Komodo, Indonesia). L’esclusivo gambero mantide è un crostaceo affascinante che ha caratteristiche incredibili, non ultimo il suo impressionante pugno. Non è un gambero, né è una mantide.

Ha una strana serie di occhi in grado di rilevare il cancro anche prima che si manifestino i sintomi. Inoltre, ha una fantastica appendice.

Gli occhi possono essere le sue caratteristiche più strane, ma i suoi pugni sono ancora più misteriosi. Sono spaventosi perché sono i più veloci mai registrati in un animale oceanico. Può perforare 23 metri al secondo con una forza di 1.500 newton ogni colpo.

David Kisailus, lo scienziato dei materiali dell’Università della California, dice che se un essere umano lo fa, può rompere il pugno. Ha impressionato i ricercatori e li ha spinti a studiare l’animale.

Quando il team di ricerca ha esaminato attentamente la creatura, ha scoperto che l’animale aveva un rivestimento fatto di nanoparticelle resistenti agli urti. Ciò gli ha permesso di utilizzare la sua appendice per punzonatura spericolata, con il suo rivestimento che dissipa il peso della forza e lo assorbe.

Alcune altre specie di gamberetti mantide possono persino usare i loro artigli in una funzione di martellamento caricata a molla. Questi gamberetti mantide smasher impiegano movimenti frastagliati di una frazione di secondo per colpire granchi e lumache dal corpo duro, aprendo i loro gusci duri per accedere ai tessuti molli all’interno e mangiarli.

Studi passati sull’animale

Gli scienziati hanno conosciuto queste capacità da studi precedenti, che hanno esaminato i vari modi in cui l’animale utilizza efficacemente le mazze. Alcuni ricercatori hanno persino utilizzato il gambero mantide e la sua attrezzatura per creare materiali durevoli che attualmente non si trovano in natura.

Secondo il team di ricerca nel loro nuovo studio, le ricerche passate hanno dimostrato che la capacità dell’animale deriva dalle sue fibre mineralizzate alfa-chitina disposte elicoidalmente con un’architettura a spina di pesce.

Secondo il team, questi studi precedenti hanno fornito informazioni sui meccanismi di rafforzamento dell’appendice. Tuttavia, non hanno ancora fatto luce su come il gambero mantide affronta gli effetti faticosi, ad alta velocità e di impatto multiplo che sente dai suoi movimenti in discoteca.

Il nuovo studio

Il team di ricerca ha pubblicato i risultati sulla rivista Nature Materials. Nello studio, i ricercatori hanno utilizzato la microscopia a forza atomica e la microscopia elettronica a trasmissione per esaminare la minuscola composizione della superficie del club dei gamberetti di mantide pavone (nome scientifico Odontodactylus scyllarus). Hanno scoperto che il suo rivestimento è composto da una matrice minerale densa di idrossiapatite configurata in una formazione strutturale nano-cristallina.

Quando l’animale colpisce una superficie, la sua configurazione a matrice di idrossiapatite ruota, mentre la struttura nano-cristallina si frattura che poi si riforma lentamente in seguito.

Kisailus dice che con tassi di deformazione inferiori, le sue particelle si deformano, che poi si riprendono dopo che lo stress è scomparso. Con l’alta tensione, invece, le particelle si irrigidiscono e si fratturano nelle interfacce del nano-cristallo. Si rompono, ma poi aprono nuovi punti superficiali che servono a dissipare energia significativa.

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Applicazioni future

Il meccanismo è migliore dei materiali di irrigidimento e smorzamento progettati artificialmente. Poiché è migliore della maggior parte delle ceramiche e dei metalli tecnici, il futuro si mostra promettente per quanto riguarda altre applicazioni. Kisailus afferma che articoli simili possono migliorare le superfici di veicoli, armature e caschi.

Dalla scoperta iniziale della sua forza punch, il gamberetti di mantide ora merita uno sguardo più attento e ulteriori ricerche.