螳螂虾是一种长约四英寸的海底甲壳类动物，它的一拳能够击倒猎物，其加速速度比 .22 口径的子弹还快。现在，研究人员已经弄清楚了这种微小的口足类动物是如何积蓄起如此强大的力量的。这要归功于一种由令人惊讶的脆性材料制成的双层鞍形弹簧。
新加坡南洋理工大学的材料科学家阿里·米塞雷兹 (Ali Miserez) 在一份声明中表示：“如果你让机械工程师制造一种可以储存大量弹性势能的弹簧，他们不会想到使用陶瓷。”陶瓷通常被认为是僵硬且易碎的，而不是你想要用于弯曲和变形的材料。
但这是真的：一种陶瓷弹簧使螳螂虾能够以超过每小时 50 英里的速度释放其棍棒状的前臂。
米塞雷兹补充说：“如果你使陶瓷变形，它们可以储存能量。
但是它们太脆了，这并不符合直觉。但是如果你压缩它们，它们会非常坚固，并且比金属或任何聚合物都更硬，所以实际上你可以储存比使用那些材料更高的能量。”
鞍形弹簧
理想情况下，最好的弹簧——那些能够储存最多能量的弹簧——既坚硬又可延伸。就材料而言，这些特性通常不会同时存在：它们要么坚硬，要么可延伸。为了克服这一挑战，螳螂虾的鞍形弹簧有两层。顶层是一种类似于骨骼的矿化生物陶瓷材料，而底层则像绳索一样是纤维状的。米塞雷兹和他的同事认为，这种设计可以最大限度地提高虾鞍中的能量储存，同时防止脆性陶瓷材料断裂。
研究人员测量了每一层的机械性能，并制作了螳螂虾出拳的模型。他们的分析表明，弹簧的外层储存了虾投掷其著名的快速冲击所需的弹性势能。内层在拉伸时最强，提供必要的柔性支撑。研究人员报告称，如果没有可延伸的内层，螳螂虾的致命弹簧就会失效，今天发表在iScience杂志上。
受启发的设计
科学家们发现，鞍座的设计还允许弹簧重复使用而不会磨损部件。 这一发现揭示了一种改进微型机器人的方法，DARPA 和其他组织正在开发这种订书钉大小的机器人，以便救援人员能够在自然灾害发生后安全地勘察废墟，以及其他应用。
米塞雷兹说：“这种设计表明，你可以制造一种非常高效的弹簧——而且你可以用陶瓷制造它，陶瓷比人们现在使用的其他材料更高效。” 基于陶瓷的弹簧和其他仿生设计元素可以提高微型机器人的效率。
