本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。当你在家里看到一只“小强”迅速地爬过，你的第一反应可能是一大脚踩下去，或者举起拖鞋，给它一击“如来神掌”。在你的重击之下，小强很快就一命呜呼了。但是如果你遇到的是一只铁甲甲虫，你可能就遇到对手了，脚踩是踩不死这种昆虫的，就算你把汽车开来，都碾不死它。铁甲甲虫，就是这么强……这种强悍的铁甲甲虫（phloedesdiabolicus）通常生存在美国西部干旱地区的橡树和其他树木的树皮下，以生长在那里的真菌为食。尽管这种微小的虫子只有15至25毫米长，但它能承受相当于其体重3.9万倍的挤压力——这大约是人类用拇指和食指挤压甲虫时的力量的四倍。现在，科学家们终于知道，为什么这些甲虫的外翼外壳如此坚固——它们由一系列平滑互锁的像拼图一样的部件组成。这种“拼图”设计的几何结构和内部结构增加了甲虫装甲的强度。通过复杂的侧向支撑结构连接到腹侧厚实的角质层，密实的层状和互锁的鞘翅，使其能够支撑牛顿的最大力，大约等于15千克的物体施加的重力。铁甲甲虫的祖先本来是可以飞行，但铁甲甲虫早已失去了飞行能力，因为外翼外壳已经融合在了一起，形成了一个抗挤压的盾牌。放弃飞行的能力，而增强了防御的能力，也是一种独特的进化方式。昆虫学家对这些甲虫的“铁甲”的坚固性非常熟悉。科学家们在10月21日发表在《自然》（Nature）杂志上的最新研究报告中写道，当他们试图将一只铁甲甲虫标本钉在一块木板上时，经常会失败很多次。很多情况下，科学家们把一堆钢针压弯了，也没能成功地在一只铁甲甲虫身上穿孔。研究人员对甲虫进行过压缩试验，以观察这些防护罩在破裂前能承受多大的力。他们发现这种甲虫可以抵抗高达牛顿（即15公斤）的持续力。这项研究显示，这大约是甲虫体重的3.9万倍，是其他陆生甲虫所能承受的力的两倍多。为了保护甲虫的背侧部分和其他部分的横切面，对其进行了横切面分析，结果表明其背侧部分的重量分布均匀。从外翼外壳融合在一起的接缝处得到了进一步的加固。研究人员报告说，在这种铁甲甲虫的那些会飞的近亲甲虫物种中，外翼外壳槽口以“舌形和凹槽设计”的方式结合在一起，使它们能够顺利地打开、关闭和释放下翼进行飞行。但是在铁甲甲虫身上，融合在一起的外翼外壳就像拼图游戏中的碎片一样，沿着昆虫腹部的长度组合在一起。这些互锁片的突出部分称为鞘翅，也将应力分布在外骨骼上，防止其开裂。当研究人员用3D打印样本来测试这些拼图连接的强度时，他们发现有五个鞘翅的缝合线硬度最高，可以承受更重的负荷。科学家们还检测到了鞘翅横截面上的层状微结构，这些微结构进一步转移了最脆弱部分的应力，保护了互锁拼图块的窄“颈”不致断裂，实际上使拼板更牢固地锁在一起。揭示出让铁甲甲虫外骨骼几乎无法穿透的生物结构，可以帮助工程师设计出更具抗冲击性的结构，研究人员用他们自己的3D打印设计来验证这一点。科学家们在研究报告中写道：“我们通过用仿生复合材料制作联锁缝合线来证明这一点，与常用的工程接头相比，这种材料的韧性有了显著提高。”科学家们正试图从铁甲甲虫的身体构造中获得灵感，设计制造出同样坚固的紧固件，有可能用于汽车、自行车甚至飞机。也许有一天你真的可以看到一辆真正的“甲壳虫”汽车在路上跑，这种汽车像铁甲甲虫一样具备超强的抗压抗冲击性能，而不仅仅是外形像一只甲壳虫。

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