Ученые из ряда научно-исследовательских институтов, включая Университет Суррея, Норвежский полярный институт, Университет Бергена, Тринити-колледж в Дублине, Университетский колледж в Лондоне и Национальный музей Дании, в журнале Science Advances объясняют, как мех защищает белых медведей. Как подтверждают тепловизионные изображения, мех является отличным изолятором, поэтому ученые задались вопросом, как на нем может не скапливаться лед. Оказывается, решающее значение имеет не его структура, а то, что он грязный.
Исследования показали, что секрет кроется в уникальной смеси липидов, содержащихся в кожном сале — маслянистом веществе, вырабатываемом кожей медведя, которое значительно снижает прилипание льда.
Ключом к этому открытию стали современные моделирования с использованием инструментов квантовой химии, проведенные группой ученых из Университета Суррея, которые выявили молекулярные механизмы взаимодействия между кожным салом шерсти и льдом.
Мы обнаружили, что определенные липиды в кожном сале, такие как холестерин и диацилглицерины, демонстрируют очень низкую энергию адсорбции на льду. Это слабое взаимодействие препятствует прилипанию льда к меху, объясняет соавтор исследования доктор Марко Сакки.
Эксперименты подтвердили эти теоретические выводы. Измеряя прочность сцепления со льдом до и после удаления с меха натуральных масел, исследователи обнаружили, что натуральный мех белого медведя по своим противообледенительным свойствам сопоставим с высокоэффективными фторуглеродными покрытиями, используемыми в спорте и промышленности. Однако после мытья для удаления кожного сала адгезия льда увеличилась в четыре раза.
Исследователи также проанализировали гидрофобность меха — его свойства отталкивать воду — и то, как это задерживает наступление замерзания в суровых арктических условиях, где температура опускается ниже -40 °C. Однако одни только эти свойства не могут объяснить исключительную эффективность защиты от обледенения.
Авторы статьи теперь надеются, что обнаруженное в природе решение поможет предотвратить образование льда на элементах инфраструктуры, таких как лопасти ветряных турбин или крылья самолетов.
Исследования показали, что секрет кроется в уникальной смеси липидов, содержащихся в кожном сале — маслянистом веществе, вырабатываемом кожей медведя, которое значительно снижает прилипание льда.
Ключом к этому открытию стали современные моделирования с использованием инструментов квантовой химии, проведенные группой ученых из Университета Суррея, которые выявили молекулярные механизмы взаимодействия между кожным салом шерсти и льдом.
Мы обнаружили, что определенные липиды в кожном сале, такие как холестерин и диацилглицерины, демонстрируют очень низкую энергию адсорбции на льду. Это слабое взаимодействие препятствует прилипанию льда к меху, объясняет соавтор исследования доктор Марко Сакки.
Эксперименты подтвердили эти теоретические выводы. Измеряя прочность сцепления со льдом до и после удаления с меха натуральных масел, исследователи обнаружили, что натуральный мех белого медведя по своим противообледенительным свойствам сопоставим с высокоэффективными фторуглеродными покрытиями, используемыми в спорте и промышленности. Однако после мытья для удаления кожного сала адгезия льда увеличилась в четыре раза.
Исследователи также проанализировали гидрофобность меха — его свойства отталкивать воду — и то, как это задерживает наступление замерзания в суровых арктических условиях, где температура опускается ниже -40 °C. Однако одни только эти свойства не могут объяснить исключительную эффективность защиты от обледенения.
Авторы статьи теперь надеются, что обнаруженное в природе решение поможет предотвратить образование льда на элементах инфраструктуры, таких как лопасти ветряных турбин или крылья самолетов.
Поделитесь в соцсетях:
