これを行うために、彼らはシンクロトロン (粒子加速器) からの高度に加速された X 線をスケール アーマーの小片に照射して、その構造を分析しました。これにより、材料の分子構造に関する情報を提供する回折パターンが作成されます。これらの分析中、科学者たちはサンプルをさまざまな機械的ストレスにさらし、内部構造がどのように変化するかを確認しました。
2回の方が良い
結局のところ、アラパイマスの鎧の秘密は 2 つのことにあります。それは、素材の洗練された組み合わせと、保護層と繊維の特に柔軟な配置です。研究者らの報告によると、魚の鱗は2つの異なる層で構成されている。外側のものは厚さが0.5ミリメートルで、硬く、高度に鉱物化された殻を形成しています。 「これは深刻な変形を防ぎ、攻撃者の歯を折る可能性がある硬度を提供します」とジマーマン氏と同僚は説明する。ただし、ミネラル含有量が高いため、材料は脆くなります。しかし、ザラザラした表面と特殊な鱗の配置により、殻が壊れず、噛んだときに圧力が内側に伝わります。
内側の装甲層の厚さは約 1 ミリメートルで、はるかに柔軟です。それは、異なる方向のラメラで互いに隣り合ったり、重なったりしたコラーゲン線維で構成されています。ラメラに埋め込まれたナノクリスタルにより、柔軟性を維持しながら安定性が保たれます。実験では、このラメラ層が応力にどのように反応するかを示しました。「圧力が加えられると、ラメラはその配列を調整し、伸びて角度が変わります」と研究者らは報告しています。ほとんどの繊維は最も高い圧力の方向に動きますが、一部の繊維は反対方向に回転します。これらの変化により、材料は圧力の増加に対してますます大きな抵抗力を発揮します。同時に、亀裂の広がりも防ぐことができる、とジマーマン氏らは説明する。
「この水槽は、自然がどのようにして多機能な構造を発達させるのかを示す良い例です」と研究者らは述べています。この場合、装甲倉庫の構造により、柔軟性を損なうことなく貫通を確実に防ぐことができます。
ナディア ポドブレガー
写真: パブリックドメイン
