اطلاعات عمومی

چرا پنگوئن ها در دمای زیر صفر یخ نمی زنند؟

آیا تا به حال برایتان این سوال پیش آمده که پنگوئن ها با اینکه همیشه در محیط های سرد و یخبندان زندگی می کنند، چطور پر هایشان یخ نمی زند؟

ساختار پر پنگوئن ها

 محققان با مطالعه ی دقیق پر پنگوئن های «هومبولت» (Humboldt)، ساختارهای میکروسکوپی خاصی کشف کرده اند که مانع از یخ بستن پر پنگوئن ها در مناطق سرد قطب جنوب می شود. این ساختار باعث می شود که پر این پنگوئن به ماده ی مقاوم در مقابل یخ تبدیل شود.

پنگوئن های هومبولت در سواحل سنگی ساحل غربی آمریکای جنوبی زندگی می کنند و در اعماق آب های بسیار سرد شنا می کنند. این آب ها از اقیانوس منجمد جنوبی به سمت شمال در جریان هستند. با این حال، بال های پنگوئن های هومبولت بسیار به ندرت یخ می زند.

محققان برای اینکه راز ضدیخ بودن این پنگوئن ها را بفهمند، بال های آنها را با استفاده از یک «میکروسکوپ الکترونی روبشی» (Scanning Electron Microscope) بررسی کردند. میکروسکوپ الکترونی روبشی، میکروسکوپ خاصی است که با تابش اشعه ی الکترونی، شی مورد مشاهده را اسکن کرده و از آن تصاویری تهیه می کند. این نوع میکروسکوپ به اندازه ی ۱۰ تا ۵۰۰ هزار برابر بزرگنمایی می کند و قدرت تفکیک آن کمتر از یک تا ۲۰ نانومتر است. آنها پی بردند که پر پنگوئن های هومبولت پُر است از تارهای بسیار ریز میکرومتری که در هم گره خورده اند. این تارها مانع از تشکیل کریستال های آب و یخ در پر های پنگوئن های هومبولت می شوند.

این تار ها در کنار هم شبکه ی متراکمی از فیبر را تشکیل می دهند که آب نمی تواند به آن نفوذ کند. از طرف دیگر این ساختار، سطح پر را بسیار لغزنده می کند، به همین خاطر، یخ به آن نمی چسبد. همچنین حباب های هوا را به دام می اندازند. این حباب ها به عنوان عایق عمل کرده و مانع از انتقال حرارت می شوند. همچنین نمی گذارند آب در سطح پر پنگوئن یخ بزند.

اما محققان با مشاهده ی پر پنگوئن ها در مقیاسی کوچک تر، چین و چروک های ریزی هم در سطح این تار ها پیدا کردند. این فضاهای کوچک هم حباب های هوا را به دام می اندازند. این حباب های هوا میزان سطح تماس میان پر و قطرات آب را کاهش می دهند. به این ترتیب، قطرات آب کمتر به سطح پر جذب می شوند.

محققان می گویند که می توانند با الگو گرفتن از این ساختار، ماده ای ضد یخ بسازند. از این ماده می توان در روکش هواپیماها و همچنین در شیشه ی خودروها استفاده کرد. آنها در حال حاضر، غشایی متشکل از نانوفیبرهای در هم فرورفته ای ساخته اند که می تواند به همان اندازه در مقابل یخ مقاوم باشد.