把一只龍蝦翻過來，你就會看到它的尾巴下面是由分開成數個部分的半透明膜連接的，與其他甲殼動物盔甲式的殼相比，這看起來相當脆弱。

但來自麻省理工學院和其他地方的工程師發(fā)現(xiàn)，這種軟膜異常堅韌，具有微觀、分層、膠合板狀結構，使其耐受刮擦和切割。當龍蝦掠過巖石海底時，這種薄膜可以保護它的腹部。

在某種程度上，這種膜也是有彈性的，這使得龍蝦能夠前后抽打它的尾巴，使捕食者難以咬穿或撕扯開其尾部。

這種靈活性是由于該膜是一種天然水凝膠，90%由水組成，其余大部分是甲殼素——一種在眾多貝殼和外骨骼中發(fā)現(xiàn)的纖維材料。

該團隊的研究成果表明，龍蝦膜是所有天然水凝膠中最堅韌的一種，堅韌度超過膠原蛋白、動物皮和天然橡膠等，與用于制造汽車輪胎、花園軟管和傳送帶的工業(yè)橡膠復合材料堅韌相當。

龍蝦堅韌又有彈性的薄膜可以作為設計靈活性防彈衣的指南，尤其是針對身體活動度高的區(qū)域，如肘部和膝蓋。

靈活的保護

研究人員發(fā)現(xiàn)，盡管有很多專注于龍蝦獨特的盔甲式外殼的研究，但對甲殼類動物腹部軟膜的研究卻很少。

“當龍蝦游動時，它們伸展且移動關節(jié)，并快速翻轉它們的尾巴以逃避掠食者，”郭明教授說，“龍蝦不能完全被硬殼覆蓋，它們需要這些更柔軟的連接處?！?/p>

研究人員將每個膜放置在可拉伸樣品的機器中，同時精確測量對膜施加的力。他們觀察到膜最初是松軟的并且容易拉伸，直到它達到初始長度的兩倍左右，此時材料變得更硬、更堅韌。

龍蝦的天然膠合板

當龍蝦穿過海底時，它們會刮擦石頭和沙子。研究人員想知道龍蝦膜對這種小刮擦和割痕的彈性有多大。他們用一把小手術刀劃傷膜樣品，然后以完整膜相同的方式拉伸它們。

龍蝦膜的微觀結構非常類似于膠合板。每個厚度約為0.25毫米的薄膜由數萬層組成。單層含有無數的甲殼素纖維，類似于稻草細絲，其角度取向均與上面的纖維層精確地偏離36度。同樣，膠合板通常由三層或更多層薄木材制成，每層的顆粒與上下層成直角取向。

這種膜結構可能是龍蝦在地球上生存超過1億年的一個非常重要的原因。

除了幫助設計更加靈活的防彈衣，這種材料還可用于軟材料機器人以及組織工程學。如果可以的話，這可能會為自然界中最具彈性的生物之一的存在提供了新的視角。