火蚁筏状结构启发韧性材料设计

宾汉顿大学的新研究探索了火蚁如何形成筏状结构以在洪水中生存。这些蚂蚁通过相互紧抱，创造出一个能在水面上漂浮的浮力结构。由Rob Wagner领导的研究揭示了一种独特的“捕获键”行为，即蚂蚁之间的连接在受到压力时反而增强，这与大多数材料在应力下变弱的情况相反。这种适应性可能启发新型材料的设计，这些材料在机械应力下能自我强化，有望在生物医学植入和软体机器人等领域得到应用。

解释：

• 捕获键行为： 这是一种现象，指分子间或实体（在此例中为蚂蚁）之间的连接在受到拉力时变得更强。这与大多数材料在应力下通常变弱的情况相反。
• 生物医学植入和软体机器人： 这些领域需要材料能够承受不同的机械应力。生物医学植入是将设备放置在体内，而软体机器人则涉及使用柔软、有弹性的材料制造机器人。

见解： 火蚁在压力下形成筏状结构的韧性提供了关于适应性和集体生存的深刻教训。Wagner的研究不仅强调了仿生学在工程学中的潜力，还突显了自然系统的复杂性，这些系统往往优于工程材料。这项研究可能为开发更智能、更具韧性的材料铺平道路，这些材料模仿了自然界中发现的自我强化机制。