도쿄농공대학, 캘리포니아대학 등으로 구성된 국제연구팀은 자동차를 밟아도 무너지지 않을 정도로 견고한 외골격을 갖고 있기 때문에 「Ironclad beetle(강철로 무장한 갑충)」이라고도 불리는 Phloeodes diabolicus의 외골격을 분석하고 지금까지 알려지지 않은 구조와 견고성 메커니즘을 밝혔다.

　우선, P. diabolicus의 외골격의 강도를 조사한 결과, 자중의 약 39,000배(근연종의 갑충의 2배 이상)의 하중을 견딜 수 있는 것이 판명되었다.외골격의 파괴의 모습의 관찰로부터, 이 견고성에는 외골격을 구성하는 층상 구조가 중요한 역할을 하고 있다고 생각되었다.

　그래서 다음에 외골격의 미세구조와 구성성분을 해석한 바, 다른 갑충종의 외골격에서는 1쌍밖에 볼 수 없는 퍼즐 조각과 같이 맞물린 접합부의 요철 구조가 P. diabolicus 그럼 2쌍 발견했다.또, 외골격의 조성에서는, 다른 갑충보다 단백질의 비율이 약 10% 많아, 이것이 외골격의 견고성이나 특수한 구조의 형성에 관여하고 있다고 추측되었다.

　또한 본 연구에서는 카본 시트를 이용하여 P. diabolicus의 외골격 접합부에 존재하는 2쌍의 요철 구조를 모방한 바이오미메틱 구조체를 제작한 바, 현행 항공재료의 접합에 사용되는 방식과 비교 그럼에도 불구하고 부재가 견고하게 접합 될 수 있음을 입증했습니다.

　P. diabolicus는 진화 과정에서 포식자로부터 벗어나기 위한 뿅을 가지지 않는 대신 특수한 구조나 조성을 가진 견고한 외골격을 획득해 왔다고 생각된다.본 연구에서 발견된 외골격의 구조는 자동차나 항공기 등 다양한 분야에서 견고하고 경량인 부재의 설계설계에 응용 가능할 것으로 기대된다.

논문 정보:【Nature】Toughening mechanisms of the elytra of the diabolical ironclad beetle