Вчені розкрили секрет природного захисту білого ведмедя від льоду

Дослідники виявили унікальний механізм запобігання налипанню льоду в хутрі білого ведмедя, що може революціонізувати підходи до боротьби з обмерзанням у різних галузях.

Білі ведмеді природно захищені від льоду завдяки особливому складу шкірного сала на хутрі. Вчені з Університету Суррея та міжнародна команда детально вивчили цей феномен. Їхнє дослідження відкриває нові перспективи для авіаційної промисловості та відновлюваної енергетики.

Секрети природного захисту від льоду

Ключовим елементом захисту є шкірне сало — природна олія, що виробляється шкірою тварини. Згідно з дослідженням, опублікованим у журналі Science Advances, це сало містить особливу комбінацію ліпідів. До складу входять холестерин і діацилгліцерини, які суттєво зменшують зчеплення з льодом. Команда комп’ютерної хімії використала квантово-хімічні симуляції для аналізу. Вони вивчили молекулярні взаємодії між ліпідами та льодом.

Доктор Марко Саккі, доцент Школи хімії та хімічної інженерії Суррея, пояснює: «Ми виявили, що специфічні ліпіди в шкірному салі, такі як холестерин і діацилгліцерини, мають дуже низьку енергію адсорбції на льоду». Ця слабка взаємодія перешкоджає прилипанню льоду до хутра. Експерименти підтвердили теоретичні висновки через вимірювання міцності зчеплення з льодом. Дослідники порівняли показники до і після видалення природних олій з хутра.

Унікальний склад ліпідів перевершує штучні аналоги

Необроблене хутро білого ведмедя показало ефективність на рівні високотехнологічних фторвуглецевих покриттів. Такі покриття широко використовуються у промисловості та спорті. Проте після видалення шкірного жиру адгезія до льоду зросла вчетверо. Це чітко демонструє важливість природного покриття.

Вчені вивчили також водовідштовхувальні властивості хутра. Вони досліджували здатність затримувати замерзання при температурах нижче -40°C. Однак ці властивості не пояснюють повністю антикригову ефективність. Тому команда застосувала складні методи аналізу.

Еволюційна перевага та корінні знання

«Захоплююче бачити, як еволюція оптимізувала склад шкірного сала, щоб уникнути прилипання льоду», — зазначає доктор Саккі. Дослідники виявили майже повну відсутність сквалену в хутрі білого ведмедя. Цей ліпід поширений у інших морських ссавців. Комп’ютерні симуляції показали, що сквален сильно прилипає до льоду.

Дослідження проводилося за участю Норвезького полярного інституту та інших наукових установ. Важливо, що робота підкреслює цінність знань корінних народів Арктики. Інуїтські громади давно використовують особливі властивості хутра білого ведмедя. Вони застосовують його для виготовлення інструментів та одягу.

Міждисциплінарне співробітництво відкриває нові горизонти

«Наші результати підкреслюють силу міждисциплінарної співпраці», — підсумовує доктор Саккі. Команда поєднала експериментальні дані з комп’ютерним моделюванням та знаннями корінних жителів. Цей природний захисний механізм може трансформувати технології боротьби з льодом у різних галузях.

До обчислювальної команди входили доктор Нойбі Ф. Ксав’єр-молодший та Адам Пестана Мотала. Вони провели молекулярне моделювання, що підтвердило основні висновки дослідження. Ця робота відкриває нові перспективи для розробки більш ефективних і екологічних покриттів.