北極熊毛防冰奧祕 啟發新技術

北極熊擁有良好的保暖能力，且皮毛在潛水捕獵後依然保持乾爽，能在零下40°C環境中生存。現在科學家發現北極熊在極寒環境生存祕密，不僅加深對北極熊生態的了解，還可能開發出新型防冰塗層。

科學家先前發現北極熊是依靠鯨脂和皮毛層保溫，但對於皮毛層如何起到防冰作用，卻知之甚少。

愛爾蘭都柏林三一大學（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）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。這項研究成果已發表在《科學》雜誌上。

過去研究發現，北極熊不僅隔熱能力驚人，即使下水也能透過晃動快速排水，再透過滾雪地讓剩餘的水結冰，而這些冰會從皮毛上脫落。另外，北極熊的皮毛是北極原住民因紐特人常用獸皮，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。

皮毛防冰霜沾黏 與PFAS有拚

研究團隊為了知曉北極熊如何在冰原上、水下捕獵或滑行玩耍後仍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檢驗。

他們發現，北極熊的皮毛含有許多「皮脂」，這些皮脂是最重要的保護劑，含膽固醇、三酸甘油酯、二酸甘油酯等成分，但不含鯊烯。化驗結果打破過去對北極熊皮脂的認知。

鯊烯是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鯊烯。

實驗人員還發現，鯊烯的防冰霜沾黏、排水和排冰能力，都遠低於北極熊的皮脂。而北極熊皮脂中的花生酸、膽固醇的防冰霜沾黏能力，與防水化學物質「全氟和多氟烷基物質」（PFAS）旗鼓相當。

研究團隊也對北極熊皮毛進行防冰性能測試，結果發現，掛在皮毛上的冰霜，僅需風力就被帶走，不需要依靠其他外力，其性能和效果遠高於滑雪板上的滑雪皮。

2021年8月16日，一隻北極熊出現在法蘭士約瑟夫地群島的英吉利海峽浮冰上。（Ekaterina Anisimova/AFP via Getty Images）

皮毛油脂是防冰關鍵

研究人員說，這項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，可應用於防冰表面塗層、滑雪板貼片等。

他們還表示，北極熊皮毛研究也讓他們知曉，傳統因紐特人為何不會特別清潔北極熊表面皮毛，但卻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。

研究第一作者、愛爾蘭都柏林三一大學琥珀研究中心（AMBER）博士生卡羅蘭（Julian Carolan）提到，比較北極熊皮毛、人類頭髮及兩種滑雪板貼片的防冰效果，結果發現北極熊皮毛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。」

研究資深作者、愛爾蘭王家學會科學基金會、都柏林三一大學琥珀研究中心研究員霍布斯（Richard Hobbs）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。這次研究發現北極熊的天然脂質，將幫助我們開發代替PFAS的防冰塗層。」◇