Anti-Eis-Geheimnis von Eisbären nachgebildet
Forscher der University of Surrey nutzen natürlichen Fett-Mix für Flugzeuge sowie Windmühlen
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Eisbären: Tiere sind gegen Eisanhaftungen natürlich geschützt (Foto: Three-Shots, pixabay.com) |
Guildford (pte019/17.03.2025/11:30)
Haut und Fell von Eisbären sind mit einer öligen Schicht bedeckt, an der kein Eis haften kann, selbst nicht bei arktischen Temperaturen - laut Forschern der University of Surrey die perfekte Vorlage für ein neues Material. Damit ließen sich Flugzeuge und Flügel von Windgeneratoren vor Vereisung schützen. Das Eisbären-Öl ist eine Mischung von Lipiden, darunter Cholesterin und Diacylglycerine, die die Haftung von Eis deutlich verringern. Mithilfe quantenchemischer Simulationen haben die Experten untersucht, wie die Lipide des Fells mit dem Eis interagieren.
Hydrophobie nur ein Aspekt
Experimente bestätigen theoretische Erkenntnisse. Die Forscher haben die Kräfte gemessen, mit denen das Eis am Fell vor und nach der Entfernung der natürlichen Öle haftete. Nach der Entfernung des Talgs war die Haftung von Eis viermal höher als bei ungewaschenen Proben. Marco Sacchi und sein Team haben auch die Hydrophobie des Fells untersucht - insbesondere, wie diese das Anhaften von Eis in der rauen Arktis behindert, wenn die Temperaturen unter minus 40 Grad Celsius fallen.
Diese Eigenschaft allein konnten jedoch die überlegene Leistung gegen Vereisung nicht erklären. Mithilfe von Techniken wie Gaschromatografie-Massenspektrometrie, Flüssigchromatografie-Massenspektrometrie und Kernspinresonanz hat das Team herausgefunden, dass eine einzigartige Mischung von Lipiden - vor allem eine Fülle von Cholesterin und Diacylglycerinen - für diese Fähigkeit in erster Linie verantwortlich ist.
Inuit kennen Vorzüge
"Unsere Ergebnisse unterstreichen die Kraft interdisziplinärer Zusammenarbeit. Wir haben experimentelle Beweise, computergestützte Chemie und indigene arktische Erkenntnisse kombiniert, um einen faszinierenden natürlichen Abwehrmechanismus aufzudecken, der die Art und Weise, wie wir Eis bekämpfen, von der Luftfahrt bis hin zu erneuerbaren Energien, verbessern könnte", konstatiert Sacchi.
Die in der Antarktis lebenden Inuit haben die Vorteile des Eisbären-Öls vor langer Zeit erkannt und für die Imprägnierung von Werkzeugen und Kleidungsstücken genutzt. Jetzt geht es darum, eine technische Lösung für die Beschichtung etwa von Flugzeug- und Windgeneratorflügeln zu entwickeln, um die Sicherheit mit geringerem Aufwand als bisher zu garantieren. Flugzeuge, die plötzlich vereisen, können abstürzen und die Flügeln von Windgeneratoren können gewichtsbedingt abreißen.
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