Фото из открытых источников
Люди тратят много времени и денег на то, чтобы их волосы не становились слишком жирными. Белые медведи, с другой стороны, зависят от этого жирного блеска. Жирный мех медведей может помочь предотвратить прилипание льда к их телу в холодную арктическую погоду, сообщают исследователи сегодня в Science Advances. Исследование — первое, демонстрирующее противообледенительные свойства шерсти белого медведя — может однажды вдохновить на создание новых, более экологически чистых противообледенительных материалов для поверхностных покрытий, лыжной техники или аэрокосмической промышленности.
«Я не думаю, что кто-либо когда-либо этим занимался», — говорит Эндрю Дероше, специалист по белым медведям из Университета Альберты, который не принимал участия в работе.
В Арктике белые медведи согреваются благодаря толстым слоям жира и меха. Эта изоляция заставляет температуру их меха соответствовать холодной окружающей среде. Это может привести к накоплению льда, что станет проблемой для охоты, если он будет шумно царапать землю и предупреждать тюленей и другую добычу о своем присутствии. (Охотники-инуиты также используют одежду из меха белого медведя, чтобы бесшумно передвигаться по ледяным поверхностям.) Но этого накопления льда не происходит — и до сих пор ученые не знали точно, как мех медведя предотвращает накопление.
Сначала физик Бодил Холст из Университета Бергена думала, что антиобледенительный эффект может быть связан со структурой шерсти медведей. Но микроскопический тест показал, что она очень похожа на человеческий волос, поэтому она обратилась к исследованию мехового масла.
В ходе междисциплинарных усилий химик Джулиан Кэролан из Тринити-колледжа в Дублине работал с Холстом, чтобы протестировать образцы меха, чтобы увидеть, насколько хорошо лед и вода прилипают к волосам. Кэролан сравнил мех белого медведя с лыжными шкурами, покрытыми химическими веществами, уменьшающими трение, называемыми фторуглеродом, которые используются для улучшения скольжения лыж, и с человеческими волосами, которые содержат собственные натуральные масла. Некоторые образцы шерсти белого медведя были вымыты, чтобы сравнить воздействие вымытого и невымытого, маслянистого меха.
Исследователи заморозили блоки льда на лыжных шкурах, мехе белого медведя и образцах человеческих волос, затем рассчитали, насколько хорошо лед прилип к этим материалам, измерив, какое усилие необходимо для того, чтобы оттолкнуть ледяной блок. Немытый мех белого медведя был аналогичен по эффективности лыжным шкурам, с которых лед легко отталкивался. Но без масла в мехе сила, необходимая для отталкивания льда, была почти в четыре раза больше. «Это сопоставимо с лучшими гоночными лыжами, которые вы можете купить», — говорит Холст о маслянистом мехе. Команда обнаружила, что человеческие волосы, хотя они также маслянистые, были менее эффективны, чем мех белого медведя.
Результаты исследования отличают белых медведей от других животных, живущих в холодную погоду, таких как пингвины, чьи противообледенительные свойства обусловлены структурой их перьев. Инженер-механик и аэрокосмический инженер Пируз Кавехпур из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, изучавший противообледенительные свойства перьев пингвинов, был удивлен, обнаружив, что противообледенительный механизм медведей обусловлен маслом, а не их мехом. Он добавляет, что это различие может быть связано с тем, что медведи обитают на морском льду и двигаются по нему, что отличается от такового у пингвинов, живущих в холодную погоду. (Гидрофобные перья пингвина предназначены для того, чтобы сбрасывать воду, когда он ныряет и выныривает из него.)
Команда надеется, что ее результаты проложат путь к более экологичным антиобледенительным материалам. Например, соотношение глицеринов и восков в медвежьем жире может вдохновить на создание новых типов покрытий для лыж и других видов поверхностей, некоторые из которых в настоящее время содержат токсичные синтетические химикаты.
По словам Кэролана, хотя разработка этих противообледенительных средств займет некоторое время, выявление химических веществ уже является «захватывающим шагом вперед».
