螳螂蝦，全名雀尾螳螂蝦，世界上最兇猛的蝦。外表顏色非常鮮豔，由紅、藍、綠等多種顏色構成。這種經過數百萬年進化而成的甲殼類動物，擁有兩隻類似錘子的大螫鉤(鰲棒)，極具攻擊性，其鰲棒的水下攻擊速度可達每秒23米，釋放出的瞬間力道，大到能把自然界最堅硬的材料之一 蛤蜊殼，瞬間擊碎。 圖片出自 Mantis Shrimp Dactyl Club 螳螂蝦的鰲棒又被稱為『趾棒』(在論文中被稱為dactyl club)，是無機甲殼質構成的多層結構，外部是可以防沖擊的硬殼，讓螳螂蝦可以發起迅猛攻擊。當然在進行這麼迅猛的攻擊下，勢必也會給鰲棒本身產生巨大沖擊及壓力。為了應對不斷地衝撞，大自然的進化，賦予了這些鰲棒內部一個「布利根(bouligland)」形狀結構的材料，它給予螳螂蝦的鰲棒兼具硬度與消耗吸收能量的彈性。 研究人員發現，這些材料構造並非45度、90度整齊地一層層疊加在一起，而是每一層都會移動45度，層層扭曲，形成一種漩渦狀，跟DNA的螺旋結構非常相似。當鰲棒槌擊到蛤蜊或螃蟹的表面上時，其鰲棒結構中的任何裂縫都會以扭曲的方式傳播，從而將能量消散在整個材料中。因此鰲棒不會斷成兩半。 圖片出自 Institution of Mechanical Engineers. 大自然數百萬年的演化，讓螳螂蝦擁有一對堅硬無比的鰲棒，這奇妙的結構，研究學者現今已經可以簡單的晶格和細菌浴來複製此「蝦狀結構」。美國空軍科研辦公室也投資這項研究，希望為開發下一代複合材料料提供新思路，包括航空航太及運動頭盔等領域所需的超硬材料等。 普渡大學土木工程研究所教授 巴勃羅·扎瓦蒂耶里(Pablo Zavattieri)，一位SIMULIA的擁護者，對螳螂蝦的鰲棒的材料研究多年，他認為螳螂蝦的研究，為現代科技揭示了一種嶄新的材料結構，這是以一種不同的方式來堆疊不同層的單向纖維的複合材料。 Dr. Zavattieri教授指出，雖然現今複合材料行業已經知道如何製造層壓板(Laminate)，而且也普遍應用於汽車、飛機、航空航天等結構。但他認為科技業應該效法螳螂蝦的鰲棒，用新的觀念，嘗試真正了解如何構建這些材料，試圖開創一個新複合材的設計，而不是只做專注於45 度、負 45 度、90 度和零度的複材疊層。雖然螺旋狀的複材疊層，在未來技術上還有很多需要克服之處，但如同Dr. Zavattieri所說：『我真的希望這研究能激勵許多其他從事工程和科學的人，因為大自然可以告訴我們很多事情...』 現代的科技，讓我們從大自然生物的特殊的構造中，學習研發出更優異工程材料的方法。 關鍵字：SIMULIA、螳螂蝦、鰲棒