Ни один моллюск не посмеет обозвать креветку-богомола богомерзким словом «креведко»: клешни этого опасного хищника способны легко расправиться с самой прочной раковиной. Их прочность обеспечивает уникальная микроструктура.
Тонкости в клешнях: Кто креведко?!
Рак-богомол – как говорится, «просто няшка», но при этом остается опасным (для моллюсков и других ракообразных) хищником

Креветка-богомол Павлиновая (или просто рак-богомол) недаром содержит в названии имя одного из самых опасных хищников мира насекомых. Она сама — весьма активный хищник, клешни которого способны размалывать весьма прочные раковины моллюсков и даже аквариумное стекло без каких-либо повреждений для себя (если не считать наказания от хозяина аквариума). Лишь тщательное исследование позволило установить, как именно микроструктура клешней рака-богомола делает их столь прочными. Аналогичный подход к созданию новых материалов может подарить нам инструменты и покрытия невероятной прочности и легкости.

Вообще, хотя раки-богомолы весьма распространены в мировом океане, помимо их необычного и яркого вида публике о них мало известно. А между тем они обладают не только невероятно прочным панцирем, но и перемещаются с поразительной скоростью, и обладают едва ли не самым мощным ударом на планете. Недаром их условно делят на две группы — «сокрушителей» и «протыкателей», использующих свою ногочелюсть на манер дубинки или копья. Удар наносится на скорости 80 км/ч, причем «дубинка» (или «копье») ускоряется быстрее пули 5,6-миллиметрового винтовочного патрона. При этом, в отличие от одноразового патрона, клешня легко выдерживает порядка 50 тыс. таких «выстрелов», не разрушаясь.

Этой их удивительной прочностью заинтересовался американский химик Дэвид Кизэйлас (David Kisailus), которому вместе с коллегами удалось раскрыть секрет раков-богомолов. Ученые отсекали у раков клешни (защитники ракообразных могут быть спокойны: это не смертельное увечье, клешни у них отрастают заново) и после тонкой обработки исследовали структуру панциря целым набором методов и инструментов, от электронных микроскопов до рассеяния рентгеновских лучей.

Авторы выяснили, что сам ударный участок клешни представляет собой чрезвычайно твердые кристаллы гидроксиапатита — вещества, составляющего неорганический матрикс наших собственных костей и зубов. Ниже за этим кристаллическим слоем следует слой гидроксиапатита в некристаллизованном, аморфном виде. А еще ниже располагается не столько твердый, сколько упругий слой, включающий спирали хитина, полисахарида, из которого сложены экзоскелеты ракообразных и насекомых, причем промежутки между спиралями заполнены тем же гидроксиапатитом.

Каждый слой имеет свой уровень твердости и упругости, свою ориентацию, и разница в этих свойствах у всех трех слоев дает структуре в целом удивительное свойство: даже при появление микротрещин они не распространяются вглубь и вширь. Клешня сохраняет практически полную прочность. «Природа не дает проявляться катастрофическим нарушениям за счет небольших разрушений», — резюмирует Кизэйлас.

Теперь его группа планирует сосредоточиться на создании новых материалов, использующия тот же подход к микроструктуре, что развили раки-богомолы. То, что они будут пуленепробиваемыми, сомневаться не приходится.

По пресс-релизу The University of California, Riverside