Всем известно, что представляет собой такая рыба как пиранья. Строение ее организма и инстинкты позволяют этой рыбе съесть практически все, что попадается на ее пути, за редкими исключениями. И одним из таких исключений является Арапаима (Arapaima gigas), двухметровый амазонский хищник, весом около 100 килограмм. Чешуя Арапаимы, состоящая из прочных костяных чешуек, успешно противостоит зубам пираний и позволяет этой рыбе выжить в те моменты, когда уровень воды в бассейне Амазонки понижается. Группа исследователей из Калифорнийского университета, Сан-Диего, изучает особенности строения "брони" Арапаимы с целью создания прочной и совершенной защиты для тела человека.



Марк Мейерс, профессор в области механики и космических технологий Калифорнийского университета, заинтересовался особенностями строения чешуи Арапаимы несколько лет назад. И с того момента исследователи пытались разгадать загадку необычайной прочности чешуи этой рыбы. В своих экспериментах ученые использовали небольшой гидравлический пресс, на котором был закреплен один из самых больших зубов пираньи. Этим прессом ученые воздействовали на чешуйки Арапаимы.



Ученые узнали, что чешуя Арапаимы имеет весьма сложную структуру. Внешняя оболочка чешуи состоит из чрезвычайно твердого минерального вещества, слои которого чередуются со слоями более мягкого и вязкого белкового покрытия. Зубы пираньи могли только проникнуть сквозь первый внешний слой покрытия, попадая во второй слой они просто там вязли, а сталкиваясь с третьим слоем они попросту крошились. Такая прочность достигалась за счет того, что слои чешуи, составляющие этот "штабель", были уложены природой в разных направлениях, подобно слоям фанеры.

Помимо этого верхний прочный слой не являлся гладким, его поверхность была гофрированной благодаря чередующимся утолщениям. Такая структура позволяет слою этого, по сути хрупкого, материала деформироваться в допустимых пределах без повреждений.



Технология чередования твердых и упругих слоев покрытия реализована природой не только у Арапаимы, но и у множества других живых организмов, которые должны быть весьма подвижными и хорошо защищенными. Мейерс с его коллегами планируют на основе своих знаний разработать технологию создания прочнейшей упругой керамики, которая найдет применение не только для создания непробиваемых бронежилетов и других средств индивидуальной защиты. Такая керамика так же с успехом может использоваться для защиты топливных баков военной техники, для внешней защиты космических аппаратов и для защиты множества других вещей от внешних воздействий.