@ 2019.10.18 , 13:57

这种巨型鱼类有着地球上最坚硬的鳞片

科学家们研究了一种生活在“有着食人鱼出没的水域”中的亚马逊河巨型鱼类,研究目标是“这种鱼身上的世界上最坚硬的鳞片”。科学家希望此项研究能有助于制造出更好的护具。

为了在亚马逊的湖泊中生存,“巨滑舌鱼”(或者叫“阿拉派玛鱼”)进化出了像装甲一样的鳞片。加利福尼亚大学(University of California)圣地亚哥分校 纳米工程系的杨文(Wen Yang)是这项研究的共同作者之一;在接受《新闻周刊》的采访时表示,这种鱼可以长到3米长,200公斤重,被认为是世界上最大的淡水鱼。

鳞片的外层被矿化了,为鱼提供了抵御潜在威胁的屏障:比如饥饿的捕食者的牙齿。但科学家们在 材料学期刊《Matter》上发表的论文中说,“脊”和“突起”使鱼鳞变得更柔韧有弹性。鱼鳞表面这一层被称为“布利冈(Bouligand)结构”,是被胶原蛋白粘着在下边的一层上的。

杨文说,在龙虾、甲虫和螃蟹的壳中也发现了这种类似于“一层层的旋转楼梯”的形状。

为了进一步了解这种鱼鳞,研究人员进行了测试,想看看鳞片能承受多大的压力。

首先,研究小组将鱼鳞浸泡在水里48小时,然后,他们压住鱼鳞的中心位置,同时拉动鱼鳞的边缘。过程中,他们注意到鳞片外层开始变形,然后开裂、剥落。但鳞片的结构似乎阻止了这些裂缝的扩散。

科学家们得出结论:通过内层和外层的共同作用,鳞片变得轻巧、灵活又坚韧。他们说,这种鳞片是地球上最坚韧的“可弯曲生物材料”之一。

杨文写道,在“条纹鲈鱼”(striped bass)身上也发现了类似的机制,然而,“巨滑舌鱼”的鳞片更加厚,也更加矿化,为抵御食人鱼提供了强有力的防护。

参与该研究的资深作者、加利福尼亚大学大学伯克利分校(UC Berkeley)“材料科学与工程学”教授 罗伯特·里奇(Robert Ritchie)在一份声明中评论道:“一扇窗子可能看起来很坚固,但它没有弹性。如果有人去砸玻璃,玻璃就会碎。”

“当大自然把一种‘坚硬的物质’与一种‘柔软的物质’结合在一起时,就会使这两种物质分层,从而防止了破坏性的影响。在‘鱼鳞’这里,结合物是‘矿化的胶原蛋白’。”

他说,这种鱼的皮肤结构可以被参考用于制造“不透水的合成装甲”,尽管这在未来还有很长的路要走。

杨文说,“弹性材料”在这个领域(材料领域)的科学家中是一个“性感”的课题。

她表示:“如果有这样轻便又坚韧的材料,我们的航空航天工程将会向前迈进一大步。”

本文译自 newsweek,由译者 暴雨里的水 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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