Vũ khí lợi hại của bọ xịt hơi cay

Cuộc sống của bọ xịt hơi cay được đánh giá là tương đối dễ dàng. Loài sinh vật này hầu như không bị các động vật khác săn bắt và ăn thịt nhờ sở hữu một cơ chế phòng vệ đặc biệt hiệu quả: Khi bị quấy rầy hoặc tấn công, chúng sản sinh ra một loại chất nổ hóa học bên trong bụng của mình, rồi bắn luồng chất nổ nóng chảy đó về phía kẻ thù.

Cho tới gần đây, các nhà khoa học vẫn chưa rõ khả năng tạo ra chất độc hại trên, mà vẫn tránh được mọi tổn thương thể chất của bọ xịt hơi cay. Tuy nhiên, bí ẩn này đã được giải mã nhờ nghiên cứu của một nhóm chuyên gia thuộc Viện Công nghệ Massachusetts, Đại học Arizona và Phòng thí nghiệm quốc gia Brookhaven của Mỹ.

Theo nhà nghiên cứu Eric Arndt, chất lỏng mà bọ xịt hơi cay bắn ra để chống kẻ tấn công là benzoquinone. Đây là một chất phòng vệ tương đối phổ biến trong thế giới côn trùng, nhưng ở bọ xịt hơi cay là độc nhất vô nhị vì chúng có thể đun sôi chất lỏng đó và phóng nó ra ngoài với tốc độ cao hơn.

Điểm mấu chốt của cơ chế trên là bọ xịt hơi cay tổng hợp chất hóa học để sử dụng ngay lập tức, trộn lẫn 2 thành phần hóa học trong một buồng bảo vệ ở phần thân sau của chúng. Khi các vật liệu kết hợp tạo thành chất lỏng độc hại, chúng cũng tỏa lượng nhiệt rất lớn, khiến hỗn hợp gần đạt mức sôi. Quá trình này cũng sản sinh ra áp suất cần thiết để bọ xịt hơi cay bắn chất lỏng thành luồng ra ngoài.

Kỹ thuật chụp X-quang synchrotron tốc độ cao đã hé lộ các đặc điểm động lực học bên trong bụng của bọ xịt hơi cay. Quá trình phun xịt chất độc chịu sự kiểm soát của một lối đi giữa 2 buồng (một buồng chứa chất lỏng tiền thân và một buồng nổ) bên trong bụng của chúng. Hai cấu trúc điều khiển quá trình này là một màng mềm dẻo và một van.

Việc mở và đóng lối đi giữa 2 buồng dường như xảy ra thụ động. Việc tăng áp suất trong quá trình nổ làm giãn rộng màng dẻo, đóng chặt van. Sau khi áp lực được giải phóng lúc chất lỏng được bắn ra ngoài, màng dẻo co trở lại vị trí ban đầu và lối đi tái mở, hình thành xung bắn chất lỏng tiếp theo. Tất cả các bước này xảy ra nhanh đến mức, chúng ta chưa bao giờ quan sát trực tiếp được chúng.

Nhóm nghiên cứu cho biết, cơ chế trên giúp bọ xịt hơi cay bắn ra luồng chất nổ không những nóng hơn rất nhiều, mà còn nhanh gấp 5 lần so với sản phẩm tự vệ sử dụng cùng thành phần hóa học của các côn trùng khác. Cả tốc độ và sức nóng đã khiến chất xịt của loài sinh vật này trở thành vũ khí chống kẻ thù hiệu quả hơn.

Các chuyên gia nhận định, hiểu rõ khả năng độc nhất vô nhị của bọ xịt hơi cay có thể giúp chúng ta thiết kế và chế tạo các hệ thống phát nổ phòng vệ tốt hơn.