Международная группа ученых выяснила что кожный жир не позволяет меху белого медведя обледенеть. Этот жир, состоящий из холестерина, диацилглицеринов и жирных кислот, существенно снижает сцепление льда с шерстью. Результаты исследования были опубликованы в журнале Science Advances.
Белый медведь (Ursus maritimus) — это морское млекопитающее, обитающее в одних из самых холодных регионов Земли, где температура воздуха может опускаться ниже -40°C. Чтобы выжить в таких условиях, белые медведи полагаются на теплоизоляцию, обеспечиваемую подкожными слоями и густым мехом. Эти слои настолько эффективно сохраняют тепло, что температура поверхности их меха близка к температуре воздуха. Несмотря на полуводный образ жизни и экстремально холодный климат, меховой покров белого медведя остается чистым и без налета льда. Исследователи решили выяснить, за счет чего мех этих животных не замерзает.
Ученые измеряли, насколько хорошо лед прилипает к меху, оценивали гидрофобность (способность отталкивать воду) и время, необходимое для замерзания капли воды на волосе. Для сравнения использовались искусственные лыжные покрытия («ski skins») и человеческие волосы.
Чтобы понять влияние кожного сала, ученые промыли мех белого медведя специальным составом, удалив жир. Сравнение исходного и обработанного меха показало, что наличие кожного сала значительно снижает прилипание льда.
Для оценки гидрофобности биологи использовали микроскоп с 50-кратным увеличением, который позволял измерять угол контакта воды с отдельными волосками. Это помогло определить, насколько хорошо поверхность волос отталкивает воду. Все перечисленные методы позволили выявить преимущества шерсти белого медведя по сравнению с человеческим волосом.
Анализ состава кожного жира проводился с использованием трех современных методов: газовой хроматографии-масс-спектрометрии (ГХ-МС), жидкостной хроматографии с тандемной масс-спектрометрией (ЖХ-МС/МС) и ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Эти методы помогли установить компоненты жира, среди которых воски, холестерин и триацилглицерины.
Ученые обнаружили, что в составе жира белого медведя отсутствует сквален — вещество, содержащееся в коже многих водных животных, например морских выдр, а также в человеческой коже. Отсутствие этого вещества у белого медведя играет важную роль в его устойчивости к обледенению.
«Полярные животные становятся источниками вдохновения для создания новых противогололедных технологий. Мы надеемся, что природные липидные покрытия, которые производит белый медведь, позволят создать новые долговечные антиобледенительные материалы, способные заменить вредные химические соединения, такие как PFAS, – отметил Ричард Хоббс из Тринити-колледжа в Дублине.
Автор: Оксана Гриценко.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
