北美原生的恶魔铁甲虫（Nosoderma diabolicum）是自然界拥有最坚韧天然外骨骼的生物，最近科学家终于弄懂这超级装甲背后的秘密，未来或将应用于新材料开发。
自然界有许多巧妙设计，也带给人们发明时许多启发，《自然》（Nature）期刊的新研究中，加州大学尔湾分校（UCI）和普渡大学在恶魔铁甲虫身上发现另一个创新材料的灵感来源。
恶魔铁甲虫最早在美国西南部发现，它喜欢藏在岩石下或树皮后面，与常见甲虫不同，恶魔铁甲虫不能飞行，为了免受鸟类、啮齿动物和蜥蜴等天敌的侵害，除了经典且有效的装死，它们同时也演化出科学已知最坚硬的外骨骼来保护自己。
恶魔铁甲虫的外骨骼究竟有多强大？从数据来看，恶魔铁甲虫可承受 150 牛顿外力，相当于体重 3.9 万倍，其他甲虫物种甚至无法承受一半负荷。如果还是难以想像，不如用这项资讯思考：当轮胎从甲虫身上经过约会产生 100 牛顿力，这意味着不论鸟类啄食或被汽车辗过，恶魔铁甲虫都可以轻松拍拍屁股走“虫”。
恶魔铁甲虫的外骨骼不仅坚硬还有韧性，当外在压力实在太大，也能运用某种程度的拉伸防止断裂。透过显微镜和 CT 扫描分析，研究团队确认关键便在于它们的翅鞘（elytra）。
飞行甲虫中，翅鞘是为保护后翅演化变硬的前翅（像是瓢虫红黑色的外壳），但对无法飞行的铁甲虫来说则进化出不同目的：保护内部器官。
恶魔铁甲虫的翅鞘可提供两层面保护，外层防止甲虫进行多余动作保持外骨骼结构完整，内层的缝线（沿着甲虫腹部将翅鞘分开的线）还有片状结缔组织，像拼图紧密互相锁住，防止任何内部运动。
但如果仅只于此，恶魔铁甲虫的外壳不会如此享负盛名。扫描显示，内层的缝线还有分层（delamination）过程，遭受压力时，连接结构会缓慢彼此拉开，耗散能量防止弹性变形，同时结缔组织还有刺状涂层，像砂纸提供些微阻力。
尽管如果作用力过大仍可能完全瓦解，但与普通结构相比，这种互锁结构断裂过程更平缓，意味着恶魔铁甲虫外壳即使失效时也是“优雅”的长时间进行，在某些情况下，这就是生死攸关的问题。
研究作者、普渡大学土木工程学教授 Pablo Zavattieri 表示，这项工作证明透过让材料碎裂时分散能量，可让坚固的脆性材料转变为既坚固又坚韧的材料。
“这就是大自然让恶魔铁甲虫做到的事。”
透过电脑模拟，研究人员打印出复制结构的 3D 模型，进一步证实外骨骼结构的研究结果，未来有望利用这些知识制造出更高强度的材料。如同过去许多发明都源自仔细观察自然界，恶魔铁甲虫的例子只是又再次证明，人们困扰的许多问题，大自然早有了答案。
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（首图来源：UCI / Jesus Rivera）
