Un nuevo estudio revela que la composición lipídica única del pelaje del oso polar podría revolucionar las tecnologías antihielo en diversas industrias, desde la aviación hasta la energía renovable, proporcionando una solución sostenible inspirada en la naturaleza.
La notable capacidad del pelaje del oso polar para evitar la formación de hielo está inspirando nuevas tecnologías ecológicas para combatir la acumulación de hielo en diversas industrias, desde la aviación hasta la energía renovable. Un estudio colaborativo publicado En Science Advances se arroja luz sobre las propiedades únicas del pelaje del oso polar, revelando una mezcla de lípidos en el sebo del animal (una sustancia aceitosa producida por la piel) que reduce significativamente la adhesión del hielo.
En una era de cambio climático, estos mecanismos naturales pueden ofrecer una solución sostenible a la acumulación de hielo en infraestructuras críticas como las palas de las turbinas eólicas y las alas de los aviones. Las simulaciones químicas cuánticas avanzadas realizadas por el equipo de química computacional de la Universidad de Surrey desempeñaron un papel fundamental en este descubrimiento.
El equipo investigó las interacciones moleculares entre el sebo del pelaje del oso polar y el hielo, lo que condujo a conocimientos innovadores.
“Descubrimos que los lípidos específicos del sebo, como el colesterol y los diacilgliceroles, exhiben energías de adsorción muy bajas en el hielo. Esta interacción débil es lo que evita que el hielo se adhiera al pelaje”, dijo en un comunicado el coautor Marco Sacchi, profesor asociado de la Escuela de Química e Ingeniería Química de Surrey. comunicado de prensa.
Experimentos posteriores validaron estos hallazgos teóricos.
Los investigadores midieron la fuerza de adhesión al hielo antes y después de eliminar los aceites naturales del pelaje. El pelaje de oso polar sin tratar demostró un rendimiento comparable al de los recubrimientos de fluorocarbono de alta gama que se utilizan ampliamente en los deportes y la industria, mientras que el pelaje lavado, desprovisto de sebo, mostró niveles de adhesión al hielo cuatro veces superiores a los de las muestras sin lavar.
El equipo de investigación también examinó las propiedades hidrófobas del pelaje, esenciales para retrasar la aparición de la congelación en el duro entorno del Ártico, donde las temperaturas descienden por debajo de los -40 grados centígrados. Sin embargo, estas propiedades hidrófobas por sí solas no explicaban la capacidad antihielo superior.
Utilizando técnicas sofisticadas como la cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS), la cromatografía líquida-espectrometría de masas (LC-MS/MS) y la resonancia magnética nuclear (RMN), los investigadores identificaron una mezcla única de lípidos, especialmente colesterol y diacilgliceroles, responsables del excepcional comportamiento antihielo.
“Es fascinante ver cómo la evolución ha optimizado la composición del sebo para evitar la adhesión al hielo. Descubrimos que el escualeno, un lípido común en otros mamíferos marinos, estaba casi totalmente ausente en el pelaje del oso polar”, añadió Sacchi. “Nuestras simulaciones computacionales revelaron que el escualeno se adhiere fuertemente al hielo, y esta ausencia mejora significativamente las propiedades del pelaje para desprenderse del hielo”.
El estudio, dirigido por el Instituto Polar Noruego y la Universidad de Bergen, con contribuciones clave del Trinity College de Dublín, el University College de Londres y el Museo Nacional de Dinamarca, también destaca el valor del conocimiento indígena del Ártico. Las comunidades inuit conocen desde hace mucho tiempo las propiedades especiales del pelaje del oso polar y lo han utilizado históricamente para fabricar herramientas y ropa.