Materialkombination ger slagkraft

Mantisräkor har det snabbaste slaget i djurvärlden och klarar att röra sina klubbliknande framben i en hastighet på 23 meter per sekund och en acceleration på 10 400 g-krafter. Om våra armar hade kunnat accelerera en tiondel så snabbt som boxarräkans klubbor hade vi kunnat kasta ut en boll i omloppsbana. De är besvärliga att hålla i akvarium eftersom de kan krossa glaset med sina klubbslag.

Tidigare studier har visat att den extremt snabba rörelsen möjliggörs med en fjäderliknande elastisk lagringsmekanism i extremiteterna. Strukturen kallas en sadel på grund av sin form. Nu har en forskargrupp vid Nanyang Technological University i Singapore (Ali Miserez) undersökt materialet i sadeln för att ta reda på hur den kan utstå sådana extrema krafter utan att skadas.

Det visar sig att den består av två skikt. Det översta är en amorft kalciumkarbonat, en hård men spröd biokeram, det undre lagret består av segare biopolymer bl a kitin. Kombinationen av hårt och segt gör att sadeln inte går sönder.

Forskarnas simulering visar att den mekaniska påfrestningen på sadeln är lägst i gränsskiktet mellan de två lagren. "Det är viktigt eftersom gränsskikt mellan olika material oftast är den svaga punkten" kommenterar en av forskarna i Chemical Week.

Han säger att resultaten skulle kunna användas för att utveckla nya material för anordningar som lagrar elastisk energi.

Biomechanical Design of the Mantis Shrimp Saddle: A Biomineralized Spring Used for Rapid Raptorial Strikes