Skalbaggens skelett kan ge säkrare flyg

Skalet hos en extremt stryktålig skalbagge inspirerar forskare till lösningar som kan användas för att bygga tåligare flygplan.

Den taggiga svartbaggen Phloeodes diabolicus är vanlig på den amerikanska västkusten och har ett extremt stryktåligt skal. Den klarar av att stampas på och till och med att bli överkörd.

I en ny studie i tidskriften Nature visar amerikanska forskare att samma principer som i skalbaggens skal kan användas för att bygga starkare flygplanskonstruktioner.

Phloeodes diabolicus kan inte flyga. I stället har skåran mellan de två skyddande täckvingarna svetsats samman. I genomskärning visade sig halvorna haka i varandra med ett pusselliknande mönster. Sådana fogar är starka, och när brott uppstår sker det ofta genom att pusselbitens ”hals” knäcks.

– Men när vi applicerade kraft och tittade på skalbaggen i ett elektronmikroskop skedde brottet i stället inuti pusselbitens tjockare del, säger David Kisailus, professor i materialvetenskap vid University of California, och en av forskarna bakom studien.

Förklaringen är skalets struktur, ett laminat av aminopolysackariden kitin och proteiner ordnade i flera lager av sammanflätade små fibrer.

– Materialet och skalets design gör tillsammans att tyngden fördelas väldigt jämnt över skalbaggens exoskelett, vilket ger det dess tålighet, säger David Kisailus.

I labbet gav skalet inte vika förrän det utsattes för 39 000 gånger skalbaggens kroppsvikt. När den pusselliknande fogen väl gick sönder skedde det gradvis, genom att enskilda fibrer gled förbi varandra några i taget, vilket gör fogen mycket seg.

Den pusselformade fogen på mitten av skalbaggens rygg är en av hemligheterna till dess tålighet.