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揭秘重型拳击手皮皮虾
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2009年，在宁波，我吃到了一种很有趣的海鲜-皮皮虾。也叫赖尿虾或者螳螂虾。今天，说说皮皮虾的特殊捕食方式：拳击式捕食。并介绍一篇《科学》(Science)上的关于皮皮虾的特殊鳌甲材料的研究论文。
皮皮虾是重型拳击手。它可以极其迅速地打出鳌爪，速度可以达到80公里每小时，也就是22米每秒种（1）。这个速度超过直径半厘米的子弹打到水中的速度。是刘翔跨栏速度的两倍多。皮皮虾用它的重拳来击碎猎物。就连坚硬的贝壳也不在话下。请看下面的小视频和图片。它左一拳，右一拳，三下五除二，贝壳就被击碎了。据说，它还可以敲碎鱼缸的玻璃呢。各位可以回家找一个贝壳，自己练一练，看您能不能用手指把贝壳敲碎了。如果你不能，那你就得好好儿地向皮皮虾学习一下
。
[flash]http://player.youku.com/player.php/sid/XNDE0MjM3NTI4/v.swf[/flash]
视频下载 皮皮虾拳击贝壳.flv
你可能会问，那皮皮虾的鳌爪有那么坚硬吗？居然可以把贝壳打碎？
2012年6月8号《科学》杂志上的一篇文章揭示了皮皮虾的‘拳击’秘诀 (2)。原来皮皮虾的鳌爪的材料是一个复合体(看下图），具有非同寻常的抗冲击作用。其最表层有一种物质，叫做羟磷灰石，是组成人的骨骼和牙齿的重要成分。而且在表层的羟磷灰石是结晶化的（cyrstallized)和矿化的(mineralized)，加大硬度。下面一层也是羟磷灰石组成的，但是并没有结晶化的。这一层的作用是来引导分散冲击力。最里面一层是螺旋化的几丁质。这一层，可以吸收扩散冲击力的能量，就像是一层软垫子似的(3)。有意思的是，这三次组织之间在硬度，韧度和结构方向上有所不同。在不断的强烈冲击下，这种材料组成可能形成小规模的裂缝，但是同时又可以防止这些裂缝扩大，以保证鳌爪的完整性。
研究者说“这有点超出我们的想象。大自然允许局部的破坏，来阻止灾难性的失败。但正是这样的设计让它们（鳌爪）如此的坚硬。”
皮皮虾的这种特殊鳌爪材料可以启发我们研究改进人工的仿生材料，譬如防弹衣，汽车外壳和运动员的保护设备。
（图中F现实了三种材料的光学显微照片）
真是奇妙的自然世界！我突然想到，如果我把手指头放到皮皮虾面前，那它是不是会给我一拳打出个洞出来？
再说一下皮皮虾和一般的虾的关系。皮皮虾猛一看长长的，像是虾。但是又不太一样，没有像虾一样的鳌爪。而且头部也跟虾不一样。其实皮皮虾不是一般意义上的虾。在动物分类上是相差很远的。皮皮虾属于掠虾亚纲，口足目，而一般的虾属于真软甲亚纲，十足目，真虾下目。皮皮虾和一般的虾的关系可以比作是人和袋鼠的关系。
热烈推荐动物分类学综合网站：蓝色动物学 这里面有丰富的动物知识，绚丽的动物图片。
文章通讯作者David Kisailus来自于加州大学河滨分校。网站 http://www.engr.ucr.edu/~david/kisailus.php
相关资料：无厘头仿生：濑尿虾->超级复合装甲 （这个解释得比我好）
说明：我对于化学，材料和物理上面的知识不完善，如果理解和解释有错误，请大家积极指出。
(1)Patek_2004_皮皮虾-出击速度.pdf
(2)Weaver_2012_Mantis-shrimp_皮皮虾鳌爪材料_o.pdf
(3)作者对于皮皮虾的鳌爪材料组成的性质作用的描述： These characteristics include a pitch-graded helicoidal architecture constructed from mineralized chitin fibers that can dissipate the energy released by propagating microcracks; an oscillating elastic modulus that provides further shielding against catastrophic crack propagation; a modulus mismatch in the impact region that acts as a crack deflector near the impact surface; and an ultrahard outer layer correlated with a high level of mineralization and a radial organization of apatitic crystallites.
https://blog.sciencenet.cn/blog-663671-582506.html
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皮皮虾是重型拳击手。它可以极其迅速地打出鳌爪，速度可以达到80公里每小时，也就是22米每秒种（1）。这个速度超过直径半厘米的子弹打到水中的速度。是刘翔跨栏速度的两倍多。皮皮虾用它的重拳来击碎猎物。就连坚硬的贝壳也不在话下。请看下面的小视频和图片。它左一拳，右一拳，三下五除二，贝壳就被击碎了。据说，它还可以敲碎鱼缸的玻璃呢。各位可以回家找一个贝壳，自己练一练，看您能不能用手指把贝壳敲碎了。如果你不能，那你就得好好儿地向皮皮虾学习一下
。[flash]http://player.youku.com/player.php/sid/XNDE0MjM3NTI4/v.swf[/flash]
视频下载 皮皮虾拳击贝壳.flv
你可能会问，那皮皮虾的鳌爪有那么坚硬吗？居然可以把贝壳打碎？
2012年6月8号《科学》杂志上的一篇文章揭示了皮皮虾的‘拳击’秘诀 (2)。原来皮皮虾的鳌爪的材料是一个复合体(看下图），具有非同寻常的抗冲击作用。其最表层有一种物质，叫做羟磷灰石，是组成人的骨骼和牙齿的重要成分。而且在表层的羟磷灰石是结晶化的（cyrstallized)和矿化的(mineralized)，加大硬度。下面一层也是羟磷灰石组成的，但是并没有结晶化的。这一层的作用是来引导分散冲击力。最里面一层是螺旋化的几丁质。这一层，可以吸收扩散冲击力的能量，就像是一层软垫子似的(3)。有意思的是，这三次组织之间在硬度，韧度和结构方向上有所不同。在不断的强烈冲击下，这种材料组成可能形成小规模的裂缝，但是同时又可以防止这些裂缝扩大，以保证鳌爪的完整性。
研究者说“这有点超出我们的想象。大自然允许局部的破坏，来阻止灾难性的失败。但正是这样的设计让它们（鳌爪）如此的坚硬。”
皮皮虾的这种特殊鳌爪材料可以启发我们研究改进人工的仿生材料，譬如防弹衣，汽车外壳和运动员的保护设备。
（图中F现实了三种材料的光学显微照片）
真是奇妙的自然世界！我突然想到，如果我把手指头放到皮皮虾面前，那它是不是会给我一拳打出个洞出来？
再说一下皮皮虾和一般的虾的关系。皮皮虾猛一看长长的，像是虾。但是又不太一样，没有像虾一样的鳌爪。而且头部也跟虾不一样。其实皮皮虾不是一般意义上的虾。在动物分类上是相差很远的。皮皮虾属于掠虾亚纲，口足目，而一般的虾属于真软甲亚纲，十足目，真虾下目。皮皮虾和一般的虾的关系可以比作是人和袋鼠的关系。
热烈推荐动物分类学综合网站：蓝色动物学 这里面有丰富的动物知识，绚丽的动物图片。
文章通讯作者David Kisailus来自于加州大学河滨分校。网站 http://www.engr.ucr.edu/~david/kisailus.php
相关资料：无厘头仿生：濑尿虾->超级复合装甲 （这个解释得比我好）
说明：我对于化学，材料和物理上面的知识不完善，如果理解和解释有错误，请大家积极指出。
(1)Patek_2004_皮皮虾-出击速度.pdf
(2)Weaver_2012_Mantis-shrimp_皮皮虾鳌爪材料_o.pdf
(3)作者对于皮皮虾的鳌爪材料组成的性质作用的描述： These characteristics include a pitch-graded helicoidal architecture constructed from mineralized chitin fibers that can dissipate the energy released by propagating microcracks; an oscillating elastic modulus that provides further shielding against catastrophic crack propagation; a modulus mismatch in the impact region that acts as a crack deflector near the impact surface; and an ultrahard outer layer correlated with a high level of mineralization and a radial organization of apatitic crystallites.
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