ความลับของก้ามกั้งตั๊กแตนอาจนำไปสู่วัสดุที่ทนแรงกระแทกได้เป็นพันๆ ครั้ง

By: terminus
Writer
on Tue, 12/06/2012 - 23:22

กั้งตักแตน Mantis shrimp (Odontodactylus scyllarus) มีอาวุธคู่ใจคือก้ามคู่หน้าของมันที่สามารถใช้เป็นค้อนได้สารพัดประโยชน์ทั้งป้องกันตัวจากศัตรูและทุบเปลือกหอยกิน

ก้ามของกั้งตั๊กแตนนับว่าเป็นหนึ่งในอวัยวะที่เคลื่อนที่ได้เร็วที่สุดในอาณาจักรสัตว์ ความเร็วสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 23 เมตรต่อวินาที แรงในการทุบก้ามแต่ละครั้งอยู่ที่ 400-1,500 นิวตัน มากเกินพอที่จะดีดสร้าง "ฟองน้ำ" หรือที่เรียกว่า "cavitation" ให้ระเบิดใส่หน้าศัตรูได้ (แต่กั้งตั๊กแตนก็ยังเป็นรองมด Odontomachus bauri ซึ่งสามารถงับเขี้ยวได้ด้วยความเร็ว 35-64 เมตรต่อวินาที แรงดีดจากการงับสามารถส่งให้ตัวมดลอยขึ้นจากพื้นได้ถึง 8 ซม. ผู้เชี่ยวชาญด้านมดอย่าง E. O. Wilson เคยเปรียบเทียบไว้ว่าหากเขี้ยวมด Odontomachus ยาวเท่าแขนมนุษย์ แรงจากการโดนมันงับจะเท่ากับแรงที่โดนกระสุนปืน M16 จ่อยิง!)

แต่นักวิทยาศาสตร์ก็ไม่เข้าใจว่าทำไมก้ามของตั๊กแตนจึงไม่พังทลายลง ก้ามของกั้งอาจจะสร้างใหม่ได้จากการลอกคราบ ถึงกระนั้นระหว่างช่วงการลอกคราบแต่ละรอบ กั้งก็ใช้ก้ามมันทุบเปลือกหอยเป็นพันๆ หมื่นๆ ครั้ง

ทีมวิจัยที่นำโดย David Kisailus แห่ง University of California, Riverside ได้ตัดเอาก้ามของกั้งตักแตนมาศึกษาอย่างละเอียดด้วยเทคโนโลยีสมัยใหม่ทุกอย่างเท่าที่จะหาได้ตั้งแต่กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนส่องกราด (scanning electron microscope) จนถึงการถ่ายภาพรังสีเอ๊กซ์

ผลจากการศึกษาพบว่าตรงส่วนกระแทกของก้ามกั้งตั๊กแตนจะประกอบด้วยเปลือกถึง 3 ชั้น ชั้นนอกสุดเป็นชั้นของ hydroxyapatite (แร่ที่แทรกให้ความแข็งแรงอยู่ในกระดูกและฟันของมนุษย์) ที่เรียงตัวกันเป็นโครงผลึก ชั้นต่อมาก็ยังเป็น hydroxyapatite อสัณฐาน (amorphous) ไม่ได้เรียงเป็นผลึกเหมือนชั้นแรก ส่วนชั้นในสุดเป็นเกลียวของ chitin (สารประกอบหลักของเปลือกพวกกุ้ง กั้ง ปู และแมลง) และตรงร่องเกลียว chitin ก็มี hydroxyapatite แทรกอยู่ด้วย

ความลับของก้ามกั้งก็อยู่ตรงเปลือก 3 ชั้นที่แตกต่างกันนี่แหละ เมื่อเปลือกชั้นใดชั้นหนึ่งได้รับแรงกระแทกจนเกิดรอยร้าว รอยร้าวนั้นจะถูกจำกัดให้อยู่ในชั้นนั้นๆ ไม่วิ่งร้าวลึกไปถึงชั้นอื่น

นักวิจัยหวังว่าแนวทางที่ธรรมชาติแสดงให้เห็นในก้ามของกั้งตั๊กแตนน่าจะเป็นประโยชน์ในทางวิศวกรรมวัสดุ เช่น การออกแบบตัวถังรถ, เกราะ, อุปกรณ์กีฬาให้ทนทานต่อแรงชนหรือแรงกระแทก เป็นต้น

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ลงใน Science DOI: 10.1126/science.1218764

อ้อ และไม่ต้องเป็นห่วง กั้งที่ถูกตัดก้ามออกมาวิจัยในครั้งนี้ เนื่องจากพวกมันสามารถงอกขึ้นมาใหม่ได้จากการลอกคราบ

ที่มา - ScienceNOW, New Scientist

7 Comments

sachikogear's picture

ที่มาของนาโนสูทแห่งcrysis อาจมาจากสิ่งที่เราคาดไม่ถึงจริงๆ

cpblue's picture

" 8 ซฒ." เขียนผิดนะครับ ตรงลิ้งค์ไปข่าวในย่อหน้าแรก

hisoft's picture

ผมไม่นึกว่ามันงอกใหม่ได้นะเนี่ย ความรู้ใหม่เอี่ยมจริง ๆ

แต่ถ้ามันขาดก้ามไปข้างนึง มันไม่อดตายก่อนเหรอครับ??

ไม่ได้เจอแปลก ๆ มาตั้งแต่ กุ้งยิงปืน แล้ว นี่ก็เร็วจนอัดน้ำให้ร้อนจนกลายเป็นไอได้เลย

อีกอัน เห็นน้ำเป็นไอชัดกว่า อันแรกมันอธิบายละเอียดดีผมชอบ ^^

The Phantom Thief

mementototem's picture

กุ้งกั้งปูพวกนี้งอกแขนขาใหม่ได้ครับ มันยอมเสียสละอวัยวะส่วนเล็ก ๆ เพื่อรักษาชีวิตไว้ แต่ก็คงลำบากอยู่บ้างเหมือนกัน

คุ้ย ๆ ว่าผมเคยเห็นคลิปที่คล้าย ๆ ในข่าว แต่มีประกายไฟออกมาด้วย ไม่แน่ใจว่าเป็นตัวเดียวกันไหม...

hisoft's picture

คิดเล่น ๆ ถ้าก้ามมันไปใส่ในน้ำมัน (เบนซิน???) แล้วมันยิง คงพรึ่บเลยมั้งครับเนี่ย (เห็นมันเหมือน ๆ กับเครื่องยนต์อัดจนระเบิด)

The Phantom Thief