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標題: 科學家揭曉北極熊皮毛防冰奧祕啟發防冰創新 [打印本頁]

作者: jiunn36 時間: 2025-2-10 03:20 PM 標題: 科學家揭曉北極熊皮毛防冰奧祕啟發防冰創新

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　　北極熊因自身擁有良好的保暖能力﹐且皮毛在潛水捕獵後依然保持乾爽﹐該能力讓科學家為之著迷。現在科學家終於發現北極熊在極寒環境中的生存祕密﹐這項發現加深了對北極熊生態的瞭解﹐之後還可能開發出新型的防冰塗層。
　　北極熊﹑企鵝等生物需要在氣溫零下40°C的環境中生存﹐還需要通過潛水捕獵或躺在充滿雪的大地上。許多人好奇牠們為什麼能在極寒之地生存。科學家先前發現北極熊是依靠鯨脂和皮毛層進行保溫﹐但對於皮毛層是如何真正起到防冰作用﹐卻知之甚少。愛爾蘭都柏林三一學院化學學院(Trinity College Dublin)﹑愛爾蘭王家學會科學基金會(Royal Society-Science Foundation Ireland University)和挪威卑爾根大學(University of Bergen)等科學家組成的團隊發現﹐北極熊防冰祕密在於毛皮含有豐富的皮脂﹐讓冰霜很難附著上去。這項研究成果於1月29日發表在《科學》雜誌上。
　　過去人們發現﹐北極熊不僅隔熱能力驚人﹐而且即使下水也能通過晃動達到快速排水﹐再通過滾雪地讓剩餘的水結冰﹐而這些冰會從皮毛上脫落。另外﹐北極熊的皮毛也是北極原住民因紐特人常用的獸皮﹐用途包括躺在冰雪上進行靜止狩獵﹑放置在座椅下當防滑墊或做成鞋子等。
　　該團隊的科學家為了知曉北極熊是如何在冰原上﹑水下捕獵或滑行玩耍後依舊能保持身體溫暖和乾爽﹐於是對牠們的毛髮和行為進行詳細的檢查。研究人員發現﹐北極熊的皮毛含有許多「皮脂」﹐這些皮脂(毛髮油脂)成為最重要的保護劑。這些皮脂擁有豐富的膽固醇﹑三酸甘油酯(TG)﹑甘油二酯(DG)等成分﹐但不含角鯊烯。這項化驗結果打破了過去對於北極熊的皮脂認知。
　　角鯊烯是一種存在於水生哺乳動物及人類皮脂中的化合物﹐是多數類固醇類物質的生物合成前體﹐但北極熊的皮脂中並不存在角鯊烯。實驗人員還確定﹐角鯊烯的防冰霜沾黏﹑排水和排冰能力﹐都要遠低於北極熊的皮脂。另外﹐北極熊皮脂中的二十烷酸﹑膽固醇的防冰霜沾黏能力與人們常用的防水化學物質多氟烷基物質(PFAS﹐永久化學物質)旗鼓相當。
　　該研究團隊還對北極熊皮毛整體進行了一系列的防冰性能測試。結果發現﹐這些原本掛在皮毛上的冰霜﹐不需要依靠其它多餘的外力﹐僅需簡單的風就能被帶走﹐其性能和效果遠比滑雪板上常用的滑雪皮(人造合成纖維)還要高。研究人員表示﹐該研究讓他們知道北極熊皮毛的祕密﹐未來可能開發與之相似的人造皮脂混合物﹐將其用於防冰表面塗層﹑滑雪板貼片等應用上。研究人員還表示﹐北極熊皮毛研究也讓他們更加瞭解因紐特人的文化和生活方式並知曉了傳統的因紐特人為何不特地清潔北極熊表面皮毛﹐但會利用皂石或乾黏土摩擦清理狐狸皮等動物皮毛﹐原因是一個能防冰﹐而另一個不能。
　　該期刊文章的第一作者﹑愛爾蘭都柏林三一學院化學學院琥珀研究中心(AMBER)人員表示﹐「我們比較了北極熊毛﹑人類頭髮及兩種滑雪板貼片的防冰效果﹐發現北極熊毛皮上的油脂是防冰的關鍵﹐油膩膩的皮毛讓冰很難附著。」她接著說﹐「不過我們把北極熊毛髮洗乾淨後﹐冰就很容易黏上去了﹐效果就跟人類的頭髮一樣。另外﹐不管人類的頭髮有沒有洗過頭﹐都很容易結冰。」。
　　該期刊文章的資深作者﹑愛爾蘭王家學會科學基金會﹑三一化學學院和愛爾蘭琥珀研究中心研究員理查德·霍布斯(Richard Hobbs)博士表示﹐「生活在極地的動物﹐已成為我們開發新型防冰材料的靈感來源﹐包括發現巴布亞企鵝羽毛的分層結構(非羽毛油塗層)﹐能夠提供防冰性能。這次研究北極熊的天然脂質﹐將幫助我們開發代替PFAS的防冰塗層。」。

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