چرا پنگوئن ها در دمای زیر صفر یخ نمی زنند؟

چرا پنگوئن ها در دمای زیر صفر یخ نمی زنند؟

 

آیا تا به حال برایتان این سوال پیش آمده که پنگوئن‌ها با اینکه همیشه در محیط‌های سرد و یخبندان زندگی می‌کنند، چطور پر‌هایشان یخ نمی‌زند؟

 

ساختار پر پنگوئن ها

به گزارش ایران ناز محققان با مطالعه‌ی دقیق پر پنگوئن‌های «هومبولت» (Humboldt)، ساختارهای میکروسکوپی خاصی کشف کرده‌اند که مانع از یخ بستن پر پنگوئن‌ ها در مناطق سرد قطب جنوب می‌شود. این ساختار باعث می‌شود که پر این پنگوئن به ماده‌ی مقاوم در مقابل یخ تبدیل شود.

 

پنگوئن‌های هومبولت در سواحل سنگی ساحل غربی آمریکای جنوبی زندگی می‌کنند و در اعماق آب‌های بسیار سرد شنا می‌کنند. این آب‌ها از اقیانوس منجمد جنوبی به سمت شمال در جریان هستند. با این حال، بال‌های پنگوئن‌های هومبولت بسیار به ندرت یخ می‌زند.

 

محققان برای اینکه راز ضدیخ بودن این پنگوئن‌ها را بفهمند، بال‌های آنها را با استفاده از یک «میکروسکوپ الکترونی روبشی» (Scanning Electron Microscope) بررسی کردند. میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ خاصی است که با تابش اشعه‌ی الکترونی، شی مورد مشاهده را اسکن کرده و از آن تصاویری تهیه می‌کند. این نوع میکروسکوپ به اندازه‌ی ۱۰ تا ۵۰۰ هزار برابر بزرگنمایی می‌کند و قدرت تفکیک آن کمتر از یک تا ۲۰ نانومتر است. آنها پی بردند که پر پنگوئن‌های هومبولت پُر است از تارهای بسیار ریز میکرومتری که در هم گره خورده‌اند. این تارها مانع از تشکیل کریستال‌های آب و یخ در پر های پنگوئن های هومبولت می‌شوند.

 

این تار‌ها در کنار هم شبکه‌ی متراکمی از فیبر را تشکیل می‌دهند که آب نمی‌تواند به آن نفوذ کند. از طرف دیگر این ساختار، سطح پر را بسیار لغزنده می‌کند، به همین خاطر، یخ به آن نمی‌چسبد. همچنین حباب‌های هوا را به دام می‌اندازند. این حباب‌ها به عنوان عایق عمل کرده و مانع از انتقال حرارت می‌شوند. همچنین نمی‌گذارند آب در سطح پر پنگوئن یخ بزند.

 

اما محققان با مشاهده‌ی پر پنگوئن‌ها در مقیاسی کوچک‌تر، چین و چروک‌های ریزی هم در سطح این تار‌ها پیدا کردند. این فضاهای کوچک هم حباب‌های هوا را به دام می‌اندازند. این حباب‌های هوا میزان سطح تماس میان پر و قطرات آب را کاهش می‌دهند. به این ترتیب، قطرات آب کمتر به سطح پر جذب می‌شوند.

 

محققان می‌گویند که می‌توانند با الگو گرفتن از این ساختار، ماده‌ای ضد یخ بسازند. از این ماده می‌توان در روکش هواپیماها و همچنین در شیشه‌ی خودروها استفاده کرد. آنها در حال حاضر، غشایی متشکل از نانوفیبرهای در هم فرورفته‌ای ساخته‌اند که می‌تواند به همان اندازه در مقابل یخ مقاوم باشد.