Kisaïlus, le chercheur principal d'une bourse multi-universitaire financée par l'Air Force Office of Scientific Research, et son équipe a initié les études de l'architecture à grande échelle ainsi que de la structure interne des deux types de telson et a soumis chacun à des tests mécaniques. Ils ont trouvé une structure hélicoïdale dans ce bouclier spécialisé qui empêche les fissures de se développer et finalement dissipe des quantités importantes d'énergie des frappes pour éviter une défaillance catastrophique. L'hélicoïdal, ou en contreplaqué torsadé, La structure est similaire à celle que les chercheurs ont précédemment identifiée dans le club de dactyle du smasher qui lui permet de casser des coquilles sans se casser.

« Depuis plus d'une décennie, nous avons étudié le club dactyle du type écrasant de crevette-mante. Nous avons réalisé que si ces organismes se heurtaient avec des forces aussi incroyables, le telson doit être conçu de manière à agir comme le bouclier parfait, " dit Kisailus. " Nous avons découvert que non seulement le telson du smasher contenait la microstructure hélicoïde, mais il y avait beaucoup plus de couches dans le type smashing que dans le type spearing."

Zavattieri a ajouté qu'il y a toujours un compromis entre la quantité de matériau nécessaire pour la protection et la capacité légère pour un déploiement rapide, comme l'a démontré le smasher.

"Avoir accès à l'une des architectures de matériaux les plus performantes, comme l'hélicoïde, en conjonction avec une géométrie astucieuse, en fait une autre solution gagnante trouvée par la nature, " il a dit.

Les chercheurs ont également révélé la fonction des crêtes très incurvées, appelé carènes, qui courent le long du telson dans la mante fracassante en effectuant des tests mécaniques sur le telson ainsi que des répliques imprimées en 3D de sa structure.

"Quand nous avons observé les carènes, il était évident qu'ils raidissaient le telson le long de son grand axe, " dit Kisailus. " Cependant, nous avons constaté que les carènes permettaient également au telson de fléchir vers l'intérieur lorsque des forces étaient appliquées perpendiculairement à son axe long. Cela nous a permis de découvrir la fonction non évidente de ces crêtes, qui devait absorber des quantités importantes d'énergie lors d'une grève. Les modèles de Pablo ont ensuite validé nos hypothèses."

Zavattieri a appliqué des principes mécaniques simples et une modélisation informatique pour comprendre le rôle des carènes.

"Nous avons constaté que ces caractéristiques géométriques peuvent conduire à la fois à un comportement structurel de raidissement ou d'adoucissement. Ces mécanismes concurrents sont en principe contre-intuitifs, et il y a encore plus à apprendre de ces espèces, " dit Zavattieri. " De plus, ces principes peuvent ensuite être appliqués aux applications où une protection légère contre les chocs est nécessaire."

Kisailus et son équipe ont intégré les découvertes dans le développement de matériaux hautement résistants aux chocs pour une utilisation dans les casques et autres matériaux structurels.

"C'est une période très excitante pour nous car nous nous sommes engagés avec plusieurs entités, y compris l'aérospatiale, des sports, et des équipes automobiles, qui sont intéressés par la mise en œuvre de cette technologie, " dit Kisailus. " Deux des membres de mon équipe travaillent actuellement avec les laboratoires de recherche de l'Air Force pour rendre plus léger, matériaux plus résistants."