是什么让三米长的亚马逊鱼成为地球上最艰难的鳞片

Arapaima gigas是一条长满食人鱼的大河中的一条大鱼，但这并不意味着这是一顿轻松的饭。当食人鱼受到动物界最强大的咬伤之一袭击时，淡水巨人进化出了可以变形但不会撕裂或破裂的盔甲状鳞片。加州大学圣地亚哥分校和加州大学伯克利分校的研究人员于10月16日在《物质》杂志上描述了亚马逊 Arapaima皮肤的独特特性及其作为人造材料的潜力。

Arapaima的改型自然解决了工程师在尝试开发合成装甲时面临的问题。Arapaima的鱼鳞具有坚韧而又柔软的内层，该层由胶原蛋白结合到其矿化的鱼鳞外层上。同样，防弹背心由夹在硬塑料层之间的几层柔性织带制成。但是人造材料是用第三种粘合材料粘合的，而鱼鳞是在原子水平上粘合的。他们一起成长，编织成一个固体。

加州大学伯克利分校的材料科学家，资深作家罗伯特·里奇说：“窗户可能看起来坚固而坚固，但是却毫无用处。如果有人试图刺穿窗户，玻璃就会破碎。” “当大自然将硬质材料与软质材料结合在一起时，它会分级，防止这种粉碎效果。在这种情况下，结合结构是矿化的胶原蛋白。”

其他鱼类像Arapaima一样使用胶原蛋白，但是Arapaima鳞片中的胶原蛋白层比其他任何鱼类都厚。单独的鳞片都厚如米粒。合著者Yang，Quan，Meyers和Ritchie假设，这种厚度是鱼类防御的秘诀。

他们通过将破裂的Arapaima鳞片在水中浸泡48小时，然后将边缘缓慢拉开，同时向中心点施加压力来进行测试。当他们施加压力时，他们发现矿化的坚硬外层部分膨胀，破裂，然后逐渐剥落。鳞片然后将裂缝定位在其中，将其包含在内并防止损伤在扭曲的胶原蛋白结构层中扩散。如果压力确实突破了胶原蛋白，它将使该层变形而不是破坏它。

里奇说，如果人类能够发展出像鱼鳞中的胶原层那样灵活的层次结构，那么可以制造出更好的，可能是不可渗透的合成装甲。但他也承认，这一现实可能要走很多年了。

在那之前，Ritchie的团队将研究Arapaima的鳞片如何适应防止食人鱼叮咬的渗透，以及自然界在其他物种中的行为方式。