Los camarones mantis tienen el impacto más rápido en el océano. Ahora sabemos como sobreviven sus garras

El camarón mantis es un enemigo formidable. Aunque no es camarón ni mantis, este crustáceo marino, de apenas 10 centímetros (4 pulgadas) de largo, tiene unos ojos increíbles que pueden ver el cáncer y una mano en forma de garrote que puede lanzar los golpes más rápidos en el océano.

Estamos hablando de 23 metros por segundo y de la creación de 1.500 newtons de fuerza por puñetazo.

«Considere golpear una pared varios miles de veces a estas velocidades y no romper su puño», dijo David Kisailus, especialista en materiales de la Universidad de California.

«Es bastante impresionante y nos hizo pensar en cómo podría ser».

Tras un examen más detenido, el equipo encontró algo sorprendente: descubrir que el camarón mantis tiene un recubrimiento de nanopartículas resistente a los impactos que le permite perforar con un abandono imprudente, mientras que el recubrimiento hace el trabajo duro de Absorción y disipación de energía.

En caso de que se haya perdido la publicidad sobre estas pequeñas máquinas perforadoras, algunas especies de camarones mantis tienen la capacidad de usar sus garras como un martillo de resorte.

En una fracción de segundo, estos ‘aplastadores’ (sí, ese es el término técnico) golpearon a sus presas de cuerpo duro, como caracoles y cangrejos, para abrir conchas de moluscos que eran duras como huevos.

Todo esto es bien conocido. Investigaciones anteriores han analizado las formas en que el club es tan efectivo, y algunos estudios incluso han utilizado camarones mantis para inspirar material completamente nuevo.

«Estos estudios revelaron que una disposición helicoidal de fibras de alfa-quitina mineralizadas combinadas con una arquitectura en espiga, que resulta de un gradiente de mineralización, puede desviar y torcer la propagación de grietas». explica el equipo en un nuevo artículo.

«Aunque los estudios antes mencionados proporcionan información sobre los mecanismos de endurecimiento en el club, aún se desconocen los efectos de múltiples impactos de alta tasa de tensión, similares a los encontrados en el entorno nativo del camarón mantis».

El equipo utilizó microscopía electrónica de transmisión y microscopía de fuerza atómica para obtener una vista inusualmente cercana de la superficie del camarón mantis pavo real (Mantis scyllarus) club, y descubrió que el recubrimiento consiste en una matriz densa de un mineral llamado hidroxiapatita formado en una estructura nanocristalina.

Cuando el palo se golpea contra una superficie, la hidroxiapatita en sí gira, pero la estructura nanocristalina se fractura y luego se reforma lentamente.

«A velocidades de deformación relativamente bajas, las partículas se deforman casi como un malvavisco y se recuperan cuando se alivia el estrés». dijo Kisailus, mientras que en alta tensión, «las partículas se endurecen y fracturan en las interfaces nanocristalinas. Cuando se rompe algo, se abren nuevas superficies que disipan cantidades significativas de energía».

Este mecanismo es realmente impresionante, superando a muchos materiales de ingeniería en rigidez y amortización, y podría tener algunas aplicaciones asombrosas en el futuro.

«Es una combinación poco común que supera a la mayoría de los metales y las cerámicas técnicas», Gritaron.

«Podemos imaginar formas de diseñar partículas similares para agregar superficies protectoras mejoradas para su uso en automóviles, aviones, cascos de fútbol y chalecos antibalas».

La investigación fue publicada en Materiales de la naturaleza.