地球上的昆虫种类超过了万种，是数量最多的生物群体。在所有昆虫中，最强悍的是谁？
肯定不会是蟑螂，号称小强的蟑螂，你一拖鞋就能拍死它。除了你外，小强的天敌还有很多，青蛙、老鼠、壁虎、蜘蛛都会吃它，就连比它个头小的寄生黄蜂也会下毒把蟑螂变成奴隶，成为黄蜂幼虫的粮食。
比小强还强悍的虫子是大强，名叫铁甲虫，就是图片里这只黑虫子。虽然个头比蟑螂还小，但是在自然界里几乎没有天敌。原因很简单，吃虫子的老鼠和蜥蜴都咬不动它。
铁甲虫只有2厘米长，模样平淡无奇，一身铁甲，能扛千斤。你用拖鞋根本拍不死它，别说是拖鞋，就连汽车压过都碾不死它。做标本时，其他昆虫用一枚大头针就能固定，而铁甲虫的外壳，连钉子都敲不进去，只能用电钻给它打个孔。
它的铁甲能承受多重的压力？加州大学联合普渡大学团队做测试，用两块钢板来挤压铁甲虫，测试结果是在外壳破裂之前，它能扛住牛顿的力量。牛顿相当于15.2公斤的力，等于铁甲虫自身体重的3万9千倍，相比之下，蟑螂小强只能承受自己体重倍的力量。
拥有自然界顶级铠甲，比小强还强几十倍的大强，日子过得却很低调。生活在美国西部和墨西哥的铁甲虫并不活跃，它会钻到树皮里，或是爬到岩石下埋伏躲藏。
铁甲虫的鞘翅
铁甲虫是鞘翅目，就是金龟子、七星瓢虫、屎壳郎这一伙甲虫家里的成员。只是其它甲虫会飞，铁甲虫却不会。甲虫的前翅是鞘翅，平时关闭保护身体，起飞时前翅展开，打开藏在下面的后翅，后翅是薄薄的膜翅，用来飞行。不会飞的铁甲虫，它的膜翅已经退化了，鞘翅跟身体的外壳连成一个整体，不能打开。
团队用微电脑断层扫描技术剖析了铁甲虫，找到了鞘翅跟身体连接的秘密。我们先来看背上两片鞘翅之间的连接，这里铁甲虫采用了交叉缝合技术。鞘翅边缘的结构很像拼图的碎片，有椭圆形的外凸和内凹，把外凸镶嵌到内凹处，就能连接起碎片。鞘翅的边缘上，交错布满了一排外凸内凹的锯齿，像拉链一样把两片鞘翅镶嵌连接。
现在来看背上鞘翅跟腹部外壳处的连接，鞘翅跟外壳有3种连接结构，第一种是像手指交叉一样的锁定，第二种是像门闩插销一样锁定，第三种是直接贴合，没有锁定结构。正是这三种不同方式的连接，让铁甲虫的外壳既能抵抗住压力，保护内脏不受伤，又能变形，让它能够钻到岩石下，或是树皮和树干之间的狭小空隙里。
来看细节，青色区域是第一种连接结构，手指交叉锁紧，这里鞘翅和外壳锁紧，不能变形，承压力最强。紫色区域，是第二种连接结构，插销锁定，这里外壳能够上下滑动，轻微变形。绿色区域，是第三种连接结构，直接贴合，这里变形的幅度最大，甲虫的肚皮可以被压扁一点儿。
铁甲虫的甲壳
除了连接结构外，铁甲虫外壳上的材料构造也很精致。扛得住汽车碾压的甲壳，并不是钢铁铸造，而是普通的生物材质，跟其他甲虫、螃蟹、虾米的甲壳一样，由几丁质，纤维和蛋白质构成。但是跟其他甲虫不一样的是，铁甲虫的甲壳非常厚实，鞘翅上的蛋白质比例比会飞的甲虫要高出10%。
飞行技能退化并不是一件坏事，不用考虑飞行载重，铁甲虫装备了一身比其他甲虫更加厚重的铠甲，遇到危险，其他甲虫展翅能飞，而铁甲虫能用一身铁甲抵抗刀枪。
它的铁甲分三层，最外层是薄薄的防水层，中层和里层是厚厚的角质层。组成角质层的几丁质并不是简单地平行排列，而是扭转堆砌。铁甲虫跟以前我们盘过的螳螂虾很像，甲壳中的几丁质纤维束像螺旋楼梯一样，旋转排列。每一层纤维层在排列时，比下一层旋转了一个角度，一层层像扭麻花一样叠加堆高，最终完成度的旋转。
团队用碳纤维环氧复合材料，分不同角度交错叠加，压制成新材料。相比于普通的碳纤维，螺旋结构的新材料抗冲击性能提高20%以上。
当重力击打在甲壳上，螺旋纤维层能够阻止在重击下开裂的裂纹扩散，而且螺旋纤维层的优势在接口连接处更加明显。来看细节，在两片鞘翅连接处施压，你认为哪个部位最先断裂？按照制造工程的经验，接头会在应力最集中的薄弱部位断裂。鞘翅锯齿状的连接处，椭圆形外凸的“脖子”处最细，应该最先断裂。
实际上并不是，图片上的黄箭头是施压实验时的断裂处，最细的地方镶嵌得很紧，没有断裂。在外力重击时，纤维层一层层之间的间距拉开，分散压力，最后断裂时是沿着纤维层撕裂，而螺旋结构增加了撕裂阻碍，外壳不会直接断成两截，而是错齿状裂开。
团队用碳纤维材料，模仿鞘翅的拼图锯齿，做成外凸和内凹互锁的连接结构。新型锯齿状连接，比传统的铆钉和螺栓能抵抗更强的外力。
螺旋结构的新材料，再加上锯齿连接的新零件，替换掉现有飞机上的材料和连接零件，能做出重量更轻，强度更高的新材料飞机。
拥有自然界里最强铠甲的铁甲虫，虽然不会飞，却能带领飞机飞得更高更快更强。
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