SciAdv: Секрет меха белого медведя может спасти от наледи лопасти и крылья

Природная способность меха белого медведя противостоять образованию льда может проложить путь к более безопасным и устойчивым решениям для предотвращения образования льда в таких отраслях, как авиация и возобновляемая энергетика, считают ученые из Университета Суррея.

Международное исследование, опубликованное в журнале Science Advances, изучило антиобледенительные свойства меха белого медведя в экстремальных арктических условиях и выявило уникальную смесь липидов в кожном сале — маслянистом веществе, вырабатываемом кожей, — которая резко снижает адгезию льда. В условиях изменения климата эта природная разработка может помочь предотвратить образование льда на таких объектах инфраструктуры, как замерзшие лопасти ветряных турбин или крылья самолетов.

Ключевую роль в этом открытии сыграло передовое квантово-химическое моделирование, проведенное группой вычислительной химии Университета Суррея, которая изучила молекулярные взаимодействия между кожным салом меха и льдом.

Доктор Марко Сакки, доцент Школы химии и химического машиностроения Суррея, является соавтором исследования и руководит группой:

Мы обнаружили, что специфические липиды в кожном сале, такие как холестерин и диацилглицерины, обладают очень низкой энергией адсорбции на льду. Именно это слабое взаимодействие не позволяет льду прилипать к меху.

Эксперименты подтвердили эти теоретические выводы, измерив прочность сцепления льда до и после удаления натуральных масел из меха. Исследователи обнаружили, что необработанный мех белого медведя работает наравне с высокоэффективными фторуглеродными покрытиями, используемыми в спорте и промышленности. Однако, когда мех промыли, чтобы удалить кожное сало, адгезия ко льду оказалась в четыре раза выше, чем у немытых образцов.

В исследовании также изучалась гидрофобность меха — его водоотталкивающие свойства — и то, как он задерживает наступление заморозков в суровых арктических условиях, где температура опускается ниже -40°C. Однако сами по себе эти свойства не могли объяснить превосходные антиобледенительные свойства.

Используя такие методы, как газовая хроматография-масс-спектрометрия (ГХ-МС), жидкостная хроматография-масс-спектрометрия (ЖХ-МС/МС) и ядерный магнитный резонанс (ЯМР), команда обнаружила, что за эту способность отвечает уникальная смесь липидов — в частности, обилие холестерина и диацилглицеринов.

Комментируя это открытие, доктор Сакки сказал:

Удивительно видеть, как эволюция оптимизировала состав кожного сала, чтобы избежать прилипания льда. Мы обнаружили, что сквален, обычный липид для других морских млекопитающих, почти полностью отсутствует в мехе белого медведя. Наше вычислительное моделирование показало, что сквален сильно прилипает ко льду, и его отсутствие значительно повышает ледоотталкивающие свойства меха.

Исследование, проведенное под руководством Норвежского полярного института и Университета Бергена при участии Тринити-колледжа в Дублине, Университетского колледжа в Лондоне и Национального музея Дании, также подчеркивает важность знаний коренных народов об Арктике и опирается на них. Инуитские общины давно признали уникальные свойства меха белого медведя, используя его для изготовления инструментов и одежды.

Доктор Сакки добавила:

Наши результаты свидетельствуют о силе междисциплинарного сотрудничества. Мы объединили экспериментальные данные, вычислительную химию и знания коренных жителей Арктики, чтобы раскрыть удивительный природный защитный механизм, который может изменить наши методы борьбы со льдом во всех областях — от авиации до возобновляемых источников энергии.

Ранее ученые выяснили, что иммунитет белых медведей не приспособлен к теплому климату.

Фото: белый медведь в казанском зоопарке. Источник: личный архив Игоря Анфиногентова.

31.01.2025


Подписаться в Telegram



Биосфера

Шотландия призывает волков, чтобы сохранить леса и климат
Шотландия призывает волков, чтобы сохранить леса и климат

Новое исследование ученых из Университета...

Апеннинские медведи борются за выживание из-за слабой батарейки
Апеннинские медведи борются за выживание из-за слабой батарейки

Апеннинский бурый медведь, или марсиканск...

Как стерхи вернулись: история успеха экологического проекта
Как стерхи вернулись: история успеха экологического проекта

Якутские ученые, изучающие птиц, насчитали око...

Масляные секреты червей: как химия поверхности меняет их жизнь
Масляные секреты червей: как химия поверхности меняет их жизнь

Новое исследование показало, как устроена...

Витамины для коров и быки весом в тонну: прорыв от СПбГУВМ
Витамины для коров и быки весом в тонну: прорыв от СПбГУВМ

Профессор Елена Корочкина из Санкт-Петерб...

SciAdv: Секрет меха белого медведя может спасти от наледи лопасти и крылья
SciAdv: Секрет меха белого медведя может спасти от наледи лопасти и крылья

Природная способность меха белого медведя прот...

Биологи спрогнозировали численность вредителей леса с точностью до 90%
Биологи спрогнозировали численность вредителей леса с точностью до 90%

Биологи вывели математическое уравнение, котор...

Магнитные бури мешают простейшим животным кушать и размножаться
Магнитные бури мешают простейшим животным кушать и размножаться

Нейробиологи установили, что высокая солн...

Синие кольца на деревьях и кустарниках говорят о холодах в прошлом
Синие кольца на деревьях и кустарниках говорят о холодах в прошлом

Когда наступают холода, даже крепкие деревья и...

WOAH: В Германии впервые с 1988 года наблюдается вспышка ящура
WOAH: В Германии впервые с 1988 года наблюдается вспышка ящура

Правительство Великобритании усилило меры биол...

Nature Food: Ученые обосновали академическую ценность навоза
Nature Food: Ученые обосновали академическую ценность навоза

Исследователи использовали данные о навоз...

NatComm: В щупальцах осьминога больше нейронов, чем в мозге
NatComm: В щупальцах осьминога больше нейронов, чем в мозге

Щупальца осьминогов двигаются с невероятн...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

Как ученые заставили микродроны работать часы напролет
Как ученые заставили микродроны работать часы напролет
IT-бум в Костроме: как новый корпус школы для айтишников изменит регион
IT-бум в Костроме: как новый корпус школы для айтишников изменит регион
Две казанские студентки, одно изобретение и большой шаг для экологии
Две казанские студентки, одно изобретение и большой шаг для экологии
Вода без яда: как томские ученые победили мышьяк
Вода без яда: как томские ученые победили мышьяк
GPT PHI-4 в деле: автоматизация облачных серверов стала проще
GPT PHI-4 в деле: автоматизация облачных серверов стала проще
Алмазы и технологии: МИФИ и Пекинский университет объединяют научные порывы
Алмазы и технологии: МИФИ и Пекинский университет объединяют научные порывы
Почему молодежь не хочет детей: цифры, игры и страх будущего
Почему молодежь не хочет детей: цифры, игры и страх будущего
Отключи интернет — почувствуй себя лучше: как два часа в день меняют жизнь
Отключи интернет — почувствуй себя лучше: как два часа в день меняют жизнь
Инновации в действии: что обсудят на Форуме технологий в Москве
Инновации в действии: что обсудят на Форуме технологий в Москве
Генетические ножницы CRISPR: новый шаг к лечению синдрома Дауна
Генетические ножницы CRISPR: новый шаг к лечению синдрома Дауна
Наука и Победа: школьники Чечни вспомнили великие достижения советских ученых
Наука и Победа: школьники Чечни вспомнили великие достижения советских ученых
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии
Атомный ренессанс: Швеция возвращается к ядерной энергии
Невидимая угроза: что скрывается в воздухе общественных туалетов
Невидимая угроза: что скрывается в воздухе общественных туалетов
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Как Плутон потерял статус планеты и что нашли ученые
Трава, которая объединяет: как пастбища снижают напряженность в Кении
Трава, которая объединяет: как пастбища снижают напряженность в Кении

Новости компаний, релизы

Более 200 нижегородцев посетили научные кинопоказы честь Дня российской науки
Школьников и студентов Хабаровского края приглашают написать всероссийский диктант «Наука во имя Победы»
На Фестивале «Москва — Точка старта» победили проекты из МИФИ
Всероссийский исторический кроссворд собрал 15 тысяч участников
Исследование лихенологов СПбГУ поможет вернуть каменным мавзолеям Башкирии средневековый вид