I ricercatori stanno studiando il mistero di un insetto con la caratteristica di avere la corazza più dura che esista nel regno animale. È chiamato “diabolico coleottero corazzato” e funziona più o meno come un “carro armato“. È un insetto con i superpoteri: può essere calpestato da un essere umano o finire sotto le ruote di un’auto e restare illeso. L’armatura dell’insetto è così resistente che anche gli uccelli, i rettili e i roditori, che cercano spesso di mangiarlo, raramente ci riescono.
Un team dell’Università della California, con a capo David Kisailus, professore di scienza dei materiali e ingegneria, ha dedotto che quando viene esercitata una pressione estrema sullo scarabeo, il suo guscio rimane “resistente allo schiacciamento“. Il coleottero si adatta infatti alla situazione estrema, allungandosi, piuttosto che frantumarsi. La sopravvivenza di questo indistruttibile scarabeo infatti dipende da due fattori essenziali: la sua capacità di fingersi morto davanti ai carnefici e il suo esoscheletro che è una delle strutture più dure e resistenti allo schiacciamento conosciute nel mondo biologico.
David Kisailus ha spiegato che questo insetto non può volare, quindi rimane fermo e lascia che la sua armatura sopporti gli abusi finché il predatore non si arrende e lo lascia in pace. Nei test di compressione, i ricercatori hanno scoperto che Il coleottero diabolico corazzato può sopportare una forza di circa 39.000 volte il suo peso corporeo. Per fare come lo scarabeo, un uomo di 90 kg dovrebbe sopportare 3.120 tonnellate.
Ecco perché il coleottero è indistruttibile
Grazie a una serie di analisi microscopiche e spettroscopiche ad alta risoluzione, gli scienziati hanno scoperto che il guscio dell’insetto si è evoluto per proteggerlo. Il coleottero vive in un habitat desertico nel sud-ovest degli Stati Uniti, dove si rifugia schiacciato sotto le rocce e la corteccia degli alberi. Nello specifico, il suo esoscheletro è così resistente perché le sue elitre, le lame che si aprono e si chiudono sulle ali dei coleotteri aerei, in lui si sono fuse insieme e fungono da solido scudo.
L’analisi dell’elitre ai raggi X, ha rivelato che essa è composta da strati di chitina, un materiale fibroso, e una matrice proteica. Il suo esoscheletro contiene circa il 10% in più di proteine in peso, rispetto a quello di uno scarabeo volante più leggero.
Struttura a puzzle
Gli scienziati hanno visto che sotto compressione, la struttura dell’insetto è simile a quella di un puzzle, ma non si spezza come previsto, piuttosto si frattura lentamente. “Quando rompi un pezzo del puzzle, ti aspetti che si separi al collo, la parte più sottile“, ha detto Kisailus. “Ma non vediamo quella sorta di scissione catastrofica con questa specie di coleottero. Invece, si delamina, fornendo un cedimento più aggraziato della struttura“.
Un ulteriore esame microscopico ha rivelato che le superfici esterne di queste lame presentano schiere di elementi simili a bastoncelli chiamati microtrichia che gli scienziati ritengono agiscano come cuscinetti per l’attrito, fornendo resistenza allo slittamento.
Lo studio del coleottero porterà migliorie anche ai velivoli
Gli scienziati ritengono che la comprensione di ciò che rende lo scarabeo di ferro così resistente avrà applicazioni pratiche anche per gli esseri umani. Kisailus ha affermato che nuovi materiali extra resistenti basati sulle caratteristiche dell’insetto miglioreranno drasticamente la durata di aerei, automobili e altro ancora.
Kisailus e il suo team hanno imitato la struttura dell’esoscheletro dell’insetto utilizzando plastica rinforzata con fibra di carbonio. Il risultato è stato sia più forte che più resistente degli attuali progetti aerospaziali. “Questo studio collega davvero i campi della biologia, fisica, meccanica e scienza dei materiali verso applicazioni ingegneristiche, che in genere non si vedono nella ricerca“, ha detto Kisailus. “Fortunatamente, questo programma, sponsorizzato dall’Air Force, ci consente davvero di formare questi team multidisciplinari che hanno contribuito a collegare i punti per portare a questa significativa scoperta“. Insomma un piccolo insetto per grandi progetti.
