研究透视：扣球手，螳螂虾的‘隐形盾牌’-生物材料 | Science

Does the mantis shrimp pack a phononic shield?

螳螂虾有声子屏蔽吗？

螳螂虾mantis shrimp以快速而有力地攻击猎物能力而闻名，无论是直接攻击，还是由于空泡的快速破裂，都不会造成重大损害。在很大程度上，这种能力归因于虾趾棒结构的复杂多尺度组织及其由此产生的力学性能。

今日，美国西北大学（Northwestern University）N. A. Alderete，M. Asgari，H. D. Espinosa等，在Science上发文，利用快速光谱技术，揭示了球杆结构在声子屏蔽能力方面的影响，表明可以有效地过滤剪切波，以减轻打击过程中的冲击力。

扣球手，螳螂虾产生的强大回击，要求拥有强大的保护机制来承受合力。尽管最近研究表明，声子带隙弥补了螳螂虾的防御套件，但这一机制的直接实验证据，仍然难以捉摸。

利用激光超声技术和数值模拟，该项研究，探索了螳螂虾的趾击棍dactyl club的声子特性。研究表明，趾击棍的周期区域是色散的、高质量的渐变系统，在较低的兆赫范围内，表现出了布洛赫谐波、平坦的色散分支、超慢波模式和较宽的布拉格带隙。这些特征，有效地保护虾类免受冲击过程中，空泡湮灭事件产生高频应力波的不利影响。

图1. 螳螂虾趾击棍及声子行为的方法。

图2. 螳螂虾趾击棍的超声声子频散。

图3:声子色散的有限元模拟。

图4:在冲击衰减中，螳螂虾的梯度微观结构作用。