Cặp chùy màu xanh giúp tôm tít tung đòn sấm sét nhưng cũng bảo vệ nó trước sức mạnh từ cú đấm. Ảnh: Independent
Tôm tít sở hữu cú đấm cực kỳ uy lực, sánh ngang với một viên đạn đường kính 5,56 mm. Cú đấm của chúng đủ mạnh để làm vỡ vỏ sò hoặc thậm chí kính bể cá. Tuy nhiên, tôm tít được bảo vệ trước lực tác động từ cú đấm của chính nó nhờ bộ giáp giảm chấn, Interesting Engineering đưa tin. Các nhà nghiên cứu ở Đại học Northwestern khám phá bí mật phía sau cú đấm của tôm tít, hé lộ cơ chế tự vệ phức tạp giúp lọc sóng âm có hại. Họ công bố phát hiện hôm 6/2 trên tạp chí Science.
Tôm tít sống ở vùng biển nhiệt đới nông. Loài sinh vật biển này trang bị phần chùy giống chiếc búa ở mỗi bên thân gọi là dactyl. Bộ phận này lưu trữ năng lượng bên trong cấu trúc giống lò xo đóng bằng chốt. Gỡ chốt sẽ giải phóng năng lượng lưu trữ, đẩy chiếc gậy về phía trước với sức mạnh bùng nổ. Cú đấm của tôm tít có thể giết chết con mồi hoặc giúp bảo vệ lãnh thổ. Đòn đánh tạo ra một vùng áp suất thấp để hình thành bong bóng trong nước. Bong bóng nhanh chóng nổ tung, kích hoạt sóng xung kích tần số megahertz.
"Khi tôm tít tấn công, lực tác động tạo sóng nén về phía mục tiêu", Horacio D. Espinosa, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết. "Cùng với lực va chạm ban đầu, hiệu ứng sóng xung kích thứ cấp khiến cú đấm của tôm tít thậm chí càng nguy hiểm hơn".
Tuy nhiên, cấu trúc độc đáo của chùy dactyl giúp tôm tít tránh tổn thương lớp mô của chính nó. Phần chùy có mô hình phân lớp để lọc âm thanh, đóng vai trò như lá chắn sóng xung kích mà chúng tạo ra với cú đấm. "Chúng tôi nhận thấy tôm tít sử dụng cơ cấu lọc sóng nén, nhờ đó chúng có thể duy trì khả năng tấn công nhiều lần và ngăn mô mềm khỏi bị phá hủy", Espinosa chia sẻ.
Các nhà nghiên cứu sử dụng kỹ thuật laser cao cấp để kiểm tra chi tiết vỏ của tôm tít. Kết quả kiểm tra hé lộ hai vùng riêng biệt ở chùy của chúng. Vùng va chạm của chùy được sử dụng cho cú đánh triệt hạ, cấu tạo từ những sợi khoáng hóa có hình xương cá để tạo độ bền và chống tổn thương. Bên dưới đó là vùng tuần hoàn sắp xếp theo hình xoắn ốc gọi là cấu trúc Bouligand.
Mô hình hình xương cá giúp chùy của tôm tít đỡ bị rạn nứt, trong khi sắp xếp hình xoắn ốc kiểm soát sự di chuyển của sóng nén. Thiết kế sinh học phức tạp này đóng vai trò như một lá chắn âm. Nó lọc hết sóng ngang tần số cao, có khả năng phá hủy mô nhiều nhất, qua đó bảo vệ tôm tít trước sóng nén gây ra bởi va chạm trực tiếp và bong bóng nổ. Kết quả nghiên cứu có thể dẫn tới sự ra đời của những vật liệu lọc âm tổng hợp mới dùng cho đồ bảo hộ. Nó cũng truyền cảm hứng cho các biện pháp ngăn chặn thương tích do vụ nổ trong quân đội và thể thao.
An Khang (Theo Interesting Engineering)
