DETIKEPRI.COM, SAINS – Udang mantis terkenal dengan pukulannya yang sangat cepat dan kuat untuk melumpuhkan mangsanya. Mereka dapat mendaratkan pukulan beruntun yang menghancurkan cangkang, tanpa cedera serius pada saraf atau daging mereka sendiri.
Itu karena rangka luar kaki depan mereka yang seperti gada dirancang untuk menyaring gelombang tekanan paling merusak yang disebabkan oleh pukulan, menurut laporan para peneliti dalam jurnal Science edisi 7 Februari.
Meskipun cukup kecil untuk muat di tangan Anda, udang mantis merak (Odontodactylus scyllarus) menyerang dengan sangat cepat hingga menciptakan gelembung yang meledak.
Benturan dan ledakan bekerja sama untuk menimbulkan kekuatan yang dapat melebihi 1.000 kali berat tubuh udang mantis. Namun, predator tersebut melepaskan kekuatan ini berulang kali tanpa melukai diri mereka sendiri atau mematahkan gada mereka.
Para ilmuwan mengira ketahanan ini mungkin berasal langsung dari arsitektur di dalam pelindung tongkat itu. Di sana, lapisan kitin yang dikeraskan mineral — rantai gula panjang yang merupakan komponen utama rangka luar artropoda — berada di atas tumpukan bundel kitin yang lebih dalam.
Lapisan yang lebih dalam itu diputar sedikit terhadap lapisan di atas dan di bawahnya, seperti tumpukan kertas yang dipelintir, menciptakan bentuk spiral seperti spiral yang disebut struktur Bouligand.
Diduga bahwa desain ini mungkin bertindak sebagai semacam perisai, memanipulasi bagaimana gelombang energi tinggi bergerak melewatinya. Namun, desain ini belum diuji secara eksperimental secara menyeluruh.
“Itu sebagian besar adalah perhitungan teoritis,” kata Hortense Le Ferrand, seorang ilmuwan material dan insinyur di Universitas Teknologi Nanyang di Singapura yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut.
Beberapa bioteknologi, katanya, mencatat bahwa “tidak ada bukti nyata tentang hal itu … banyak keraguan negatif.” Jadi Horacio Espinosa, seorang insinyur di Universitas Northwestern di Evanston, Ill.,
dan rekan-rekannya secara sistematis menguji gagasan tersebut di laboratorium. Untuk meniru gelombang tekanan yang dialami oleh udang mantis, para peneliti menembakkan pulsa laser ke penampang melintang berlapis aluminium dari rangka luar tongkat, menyebabkannya memanas dan mengembang dengan cepat. Mereka kemudian mengukur bagaimana gelombang berenergi tinggi yang diciptakan oleh ekspansi itu bergerak melalui material tersebut.
Eksperimen menunjukkan bahwa lapisan luar yang termineralisasi mengendalikan penyebaran retakan kecil dari dampak hantaman itu sendiri, sementara lapisan seperti heliks yang lebih dalam dapat menghilangkan atau menetralkan gelombang energi tertinggi. Itu “mencegah gelombang geser merusak jaringan lunak di dalam tongkat,” kata Espinosa.
Struktur seperti heliks di dalam tongkat tampaknya merupakan versi alami dari material rekayasa yang dirancang untuk memanipulasi perambatan gelombang suara.
Material semacam itu secara tradisional dianggap buatan, kata Federico Bosia, seorang fisikawan di Universitas Politeknik Turin di Italia. Hal ini “menambah bukti yang semakin banyak yang menunjukkan bahwa mereka juga muncul secara alami dalam sistem biologis, tempat mereka berkembang melalui evolusi untuk tujuan pengendalian gelombang dan getaran,” kata Bosia.
Sisik sayap beberapa ngengat juga memiliki sifat peredam gelombang, misalnya, menyerap gelombang suara sebagai bentuk kamuflase akustik terhadap ekolokasi predator kelelawar mereka.
Arsitektur rangka luar dapat menginspirasi bahan-bahan seperti pelindung tahan benturan, lapisan pelindung, dan struktur kedirgantaraan, kata Espinosa.
Ilmuwan material David Kisailus dari Universitas California, Irvine telah mengembangkan aplikasi untuk struktur heliks di dalam tongkat udang mantis, menggunakan desain tersebut untuk meningkatkan ketangguhan sayap pesawat terbang, bilah turbin angin, dan tongkat hoki.
Kisailus mempelajari spesies lain dengan harapan untuk menginspirasi bahan berkinerja tinggi dan bertaruh bahwa temuan baru tersebut hanyalah puncak gunung es.
Ada jutaan spesies yang harus beradaptasi dengan kondisi yang terus berubah, kata Kisailus. “Saya tahu bahwa ada banyak sekali cetak biru di luar sana yang menunggu untuk diungkapkan dalam berbagai macam organisme di alam.”
Saya seorang Wartawan di DETIKEPRI.COM yang dilindungi oleh Perusahaan Pers bernama PT. Sang Penulis Melayu, dan mendedikasikan untuk membuat sebuah produk berita yang seimbang sesuai kaidah Jurnalistik dan sesuai Etik Jurnalistik yang berdasarkan Undang-Undang Pers.
