چرا پنگوئن ها در سرما یخ نمی زنند ؟

چطور پنگوئن ها در دمای زیر صفر پرهایشان یخ نمی زند

پنگوئن ها پرندگانی هستند که نمی توانند پرواز کنند، اما خیلی خوب شنا می کنند و بیشتر زندگی شان را در دریا می گذرانند، آنها پرهای ضد آب و براقی دارند که به خشک نگهداشتن بیشتر پوستشان کمک می کند، آنها نسبت به اکثر پرندگان، پرهای بیشتری دارند، اما هر سال پرهای قدیمیشان می ریزد و پرهای جدیدی برایشان رشد می کند.

راز ضدیخ بودن پنگوئن ها

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؟ محققان با مطالعه ی دقیق پر پنگوئن های «هومبولت» (Humboldt)، ساختارهای میکروسکوپی خاصی کشف کرده اند که مانع از یخ بستن آنها 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 آنها 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 10 تا 500 هزار برابر بزرگنمایی می کند و قدرت تفکیک آن کمتر از یک تا 20 نانومتر است. آنها پی بردند که پر این پنگوئن ها پُر است از تارهای بسیار ریز میکرومتری که در هم گره خورده اند. این تارها مانع از تشکیل کریستال های آب و یخ 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 یخ بزند.
اما محققان با مشاهده ی این پرها 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.
«شویینگ وانگ»، یک دانشمند مواد در دانشگاه «بیهانگ» در پکن می گوید:«با اینکه پنگوئن ها در سردترین محیط های جهان زندگی می کنند، اما یخ به ندرت روی پرهایشان پیدا می شود. در واقع، پرهای آنها ویژگی های بسیار عالی ضد یخ دارند.» او ادامه داد:«ما فهمیدیم که ساختار تارها و تارچه هایی که در اندازه های میکرو و نانو هستند هوا را به دام می اندازند و خاصیت های آب گریزی و ضدچسبندگی را به پر این پنگوئن ها می دهند.»
پنگوئن های هومبولت در سواحل شیلی و پرو زندگی می کنند. اغلب اوقات، آنها باید دماهای بسیار پایین را تحمل کنند. پنگوئن های امپراتور باید در جنوبگان، سردترین دمای روی زمین را تحمل کنند. در آن مناطق دما به منفی 40 درجه ی سانتیگراد می رسد.
محققان معتقدند که پر اکثر پنگوئن ها ساختاری مشابه دارد. اما به دلیل ساختار بسیار پیچیده ی آنها نمی توانند به طور کامل، آن را شبیه سازی کنند. به همین خاطر، در این تحقیق، فقط به ساختار اصلی و فیبرهای نانو تمرکز کردند

چرا پنگوئن ها در سرما یخ نمی زنند ؟