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Viper的故事依赖于角度和提示Snake fang锐度涉及精致的几何形状

是什么让某些功能更加锐利?不只是尖锐而且可能是痛苦的方式,但实际上装备精良有用。许多捕食脊椎动物的动物需要锋利的牙齿或刺穿过坚韧的皮肤,生物学家有几种方法可以测量它的锐度 - 曲率半径,点的角度以及它们之间的表面积测量值。

尽管如此,很少有研究测试哪种最佳与穿刺能力相关。

美国的一个工程师和生物学家团队决定,现在是时候了解更多信息,并将他们的技能和资源结合起来,分别提出钨金属冲头和蛇。

首先是蛇。来自伊利诺伊大学厄巴纳 - 香槟分校的斯蒂芬妮克罗夫特和菲利普安德森从芝加哥菲尔德自然历史博物馆借用了29种不同的毒蛇牙齿,量化了它们的尖端几何形状,然后计算了每种毒牙尖锐度指数。

这包括测量将每个牙齿推入弹道凝胶立方体所需的力量。

为何选择毒蛇?

研究人员在“ 生物学快报 ”杂志上发表的一篇论文中写道:“对于蛇形蛇和它们的毒液注射装置的进化和发展,以及各种物种的毒液性质和打击运动学都进行了充分的研究。

然而,蛇牙的特定穿刺机制尚未经过实验测试。”

使用v蛇方测量作为指导,来自佐治亚理工学院的工程师Rebecca Lai和Yu Hu创建了钨冲头,尽可能复制了在viperid fangs中测量的许多角度。

整体发现?尖端角度是毒蛇牙齿和工程冲头中穿刺性能的最强预测因子。

“这些结果表明,在量化穿刺工具的锐度时,重要的是考虑夹角和锐度指数,但后者的重要性随着夹角的增加而减弱,”研究人员写道。

“这些结果与用于刺穿甲虫的钢冲头的类似工作保持一致。对于依赖于功能性穿刺工具的生物,这具有实际重要性,因为锐度指数会随着磨损而增加,但是角度越小。“

他们的研究人员还发现,拳击是小角度和锐度指数值的良好预测。

他们承认目前尚不清楚他们的毒蛇发现是否适用于其他生物穿刺系统,并指出穿刺事件中穿刺工具的形状和角度,事件的速度以及目标的材料属性等变量都会影响结果。

然而,他们说他们的结果说明了尖端形状的不同方面如何对成功穿刺所需的力学产生强烈影响。

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