В то время как современные бронесистемы зачастую не обеспечивают должной защиты от нейротравм, вызванных взрывными волнами, ученые начинают обращаться к природным механизмам защиты. Ответ на этот вызов может быть найден в мелкой креветке, способной генерировать ударные волны благодаря своим клешням, сообщает Phys.org.
Удивительная защита креветок
Креветки-щелкуны, используя свои клешни для создания мощных ударных волн, имеют уникальную защиту, которая позволяет им избегать травм. Главным элементом этой защиты является орбитальный капюшон — прозрачная шлемообразная структура, которая продолжает твердую внешнюю оболочку, обеспечивая погашение ударных волн и снижение повреждений нервной системы. Новое исследование, проведенное учеными из университетов Южной Каролины и Талсы, раскрыло удивительные свойства этой природной конструкции.
Исследование структуры капюшона
При помощи механических испытаний и трансмиссионной электронной микроскопии ученые изучили капюшон в сравнении с остальными частями экзоскелета. Результаты продемонстрировали, что капюшон мягче, чем основной экзоскелет, но при этом он может поглотить вдвое больше энергии. Это достигается за счет особой структуры, состоящей из двойного количества тонких слоев, известных как ламеллы, которые обеспечивают необходимую эластичность для рассеивания ударной волны.
Перспективы применения открытий
Симуляции воздействия ударных волн на капюшон показали, что он снижает давление на мозг и органы зрения почти на 28%, а стрессовое напряжение на 22%. Важно отметить, что оптимальная защита достигается балансом свойств материалов: повышение жесткости или толщины негативно сказываются на защитных характеристиках.
Таким образом, защитный механизм креветок-щелкунов служит уникальным примером биологической инженерии, и исследования в этой области могут привести к созданию новых, более эффективных шлемов и бронежилетов. Эти инновации могут значительно снизить риск травм головы и мозга при воздействии взрывной волны.
К тому же не так давно в России был разработан легкий бронезащитный материал, созданный на основе алюминия и базальта, который превосходит традиционные аналоги по многим ключевым показателям. Это открытие открывает новые горизонты в области защиты и безопасности.
