Tôm tít nổi tiếng với cú đấm cực mạnh, có sức công phá ngang một viên đạn cỡ 5,56 mm, đủ sức nghiền nát vỏ sò và thậm chí làm vỡ kính bể cá. Tuy nhiên, loài sinh vật này lại không hề bị tổn thương bởi chính đòn tấn công của mình nhờ một cơ chế bảo vệ đặc biệt. Theo nghiên cứu mới của Đại học Northwestern được công bố trên tạp chí Science, cấu trúc phân lớp độc đáo trong chùy của tôm tít giúp hấp thụ lực va đập, ngăn chặn sóng xung kích gây hại đến cơ thể.

Sinh sống chủ yếu ở vùng biển nhiệt đới nông, tôm tít sở hữu hai chiếc chùy cứng cáp nằm ở hai bên thân, được gọi là dactyl. Bộ phận này hoạt động như một chiếc búa nén lò xo, giải phóng năng lượng một cách đột ngột để tung ra cú đấm cực mạnh. Mỗi cú ra đòn không chỉ đủ sức tiêu diệt con mồi mà còn tạo ra hiệu ứng cavitation – hình thành bong bóng trong nước, sau đó phát nổ, tạo ra sóng xung kích với tần số megahertz.

"Khi tôm tít tung cú đấm, sóng nén lan truyền về phía mục tiêu, kết hợp với lực va đập ban đầu để tạo ra một hiệu ứng tấn công kép cực kỳ nguy hiểm", giáo sư Horacio D. Espinosa, đồng tác giả nghiên cứu, giải thích.

Điều đáng chú ý là, dù tạo ra lực va chạm mạnh mẽ, tôm tít không hề bị thương. Bí quyết nằm ở cấu trúc đặc biệt của chùy dactyl, giúp chúng hấp thụ và lọc sóng xung kích hiệu quả. "Tôm tít sử dụng một cơ chế lọc sóng nén thông minh, cho phép chúng duy trì khả năng tấn công liên tục mà không gây tổn thương đến mô mềm của chính mình", Espinosa cho biết.

Sử dụng kỹ thuật laser tiên tiến để phân tích chi tiết cấu trúc chùy của tôm tít, nhóm nghiên cứu phát hiện hai vùng riêng biệt đóng vai trò bảo vệ quan trọng.

Lớp ngoài được thiết kế từ các sợi khoáng hóa có cấu trúc hình xương cá giúp chùy chịu được lực va đập mạnh trực tiếp mà không bị nứt vỡ. Trong khi đó, lớp trong với cấu trúc mô hình xoắn ốc giúp điều hướng và kiểm soát sóng xung kích.

Cấu trúc phức tạp này đóng vai trò như một bộ lọc âm sinh học, giúp tôm tít loại bỏ sóng ngang có tần số cao – loại sóng nguy hiểm nhất có thể gây tổn thương mô mềm. Nhờ vậy, loài sinh vật này có thể thoải mái tung ra những cú đấm "thép" mà không sợ phản lực gây hại.

Những phát hiện từ nghiên cứu này không chỉ giúp làm sáng tỏ cơ chế sinh học độc đáo của tôm tít mà còn mở ra tiềm năng ứng dụng rộng rãi. Các nhà khoa học kỳ vọng có thể phát triển vật liệu lọc âm tổng hợp dựa trên mô hình của chùy tôm tít, áp dụng vào lĩnh vực sản xuất đồ bảo hộ, giảm chấn động do vụ nổ trong quân đội, và ngăn ngừa chấn thương trong thể thao.

Từ một loài sinh vật biển nhỏ bé, tôm tít đã truyền cảm hứng cho những tiến bộ khoa học mang tính đột phá, chứng minh rằng tự nhiên vẫn luôn là bậc thầy thiết kế của những hệ thống tối ưu nhất.