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昆虫翅膀何以强韧

昆虫翅膀何以强韧

翅脉让昆虫的翅膀十分强韧。昆虫薄如轻纱的翅膀非常强健,在承受弯曲、扭转、折弯和摇摆所产生的数百万倍压力下仍能保持完整。最近一项新研究揭示了其奥秘:交错在翅膀上的翅脉是昆虫翅膀坚韧的关键。

为了解开昆虫翅膀的秘密,研究人员采用与检验飞机零件相似的试验方法,分析翅膀脉络中的力学特性。他们将沙漠蝗虫(一种能持续数日迁徙、覆盖数千公里的害虫)的尾翼节片固定在微小框架内,持续拉伸直至撕裂。

研究发现,蝗虫翅膀脉络间的薄膜对裂纹扩展毫无抵抗力。这些薄膜厚度约1.7至3.7微米,主要由交叉结合的蛋白质组成。然而,当裂纹蔓延至翅脉时,其扩展速度明显减慢甚至停止。

研究人员指出,翅脉能将昆虫翅膀对裂纹扩展的抵抗力提高50%。相关成果发表于《公共科学图书馆—综合》网络版。

此前虽有科学家推测翅脉可能充当裂纹扩展的屏障,但这项新实验首次提供了直接证据。

这些发现将有助于工程师设计出更轻便、更强韧耐用的机翼,用于小型飞行器,帮助完成人类和陆地车辆在危险环境中无法执行的任务。

参考文献:《中国科学报》 (2012-08-28 A2 国际)

(责任编辑:泉水)