Beruang kutub membutuhkan semua bantuan yang mereka bisa dapatkan untuk bertahan hidup di lingkungan Arktik yang dingin. Salah satu rahasia bertahan hidup terbesar mereka tampaknya adalah rambut berminyak. Sebum-atau lemak rambut-pada bulu mereka membuatnya sangat sulit bagi es untuk menempel. Temuan tersebut dijelaskan dalam sebuah studi yang diterbitkan pada 29 Januari dalam jurnal Science Advances, dan bisa membantu ahli kimia dan insinyur mengembangkan lapisan anti-es baru untuk kain yang lebih tahan lama, ski, papan salju, dan lainnya.
Hewan Kutub sebagai Inspirasi
Beruang kutub memiliki lapisan lemak tebal di bawah dua lapis bulu yang membantu menjebak panas tubuh internal mereka. Menurut Polar Bears International, lapisan ini membuat mereka begitu hangat sehingga jantan dewasa bisa cepat kepanasan saat berlari. Es juga tidak menumpuk di atasnya, meskipun beruang menghabiskan hampir semua waktunya di dan sekitar air dingin membeku.
“Hewan yang hidup di habitat kutub telah muncul sebagai sumber inspirasi untuk pengembangan material anti-pengembunan baru,” kata Richard Hobbs, salah satu penulis studi dan ahli kimia di Trinity College Dublin, dalam sebuah pernyataan.
Untuk mengetahui lebih lanjut bagaimana, tim mengumpulkan rambut dari enam beruang kutub liar. Mereka mengukur kekuatan adhesi es untuk mendapatkan gambaran tentang seberapa baik es dapat menempel pada bulu. Selanjutnya, mereka melihat hidrofobisitas-proses yang menentukan apakah air dapat menetes sebelum membeku. Terakhir, mereka menganalisis waktu tunda pembekuan, atau berapa lama dibutuhkan untuk tetes air tunggal membeku pada suhu tertentu pada permukaan tertentu. Mereka kemudian membandingkan kinerja rambut beruang kutub dengan rambut manusia dan dua kulit ski buatan manusia.
“Sebum dengan cepat muncul sebagai komponen kunci yang memberikan efek anti-pengembunan ini karena kami menemukan kekuatan adhesi sangat terpengaruh ketika rambut dicuci,” kata Julian Carolan, salah satu penulis studi dan mahasiswa doktoral di Trinity College, dalam sebuah pernyataan.
“Rambut berminyak yang belum dicuci membuat es lebih sulit menempel. Sebaliknya, ketika rambut beruang kutub dicuci dan lemaknya sebagian besar dihilangkan, kinerjanya mirip dengan rambut manusia, di mana es menempel dengan mudah apakah itu dicuci atau berminyak.”
Campuran yang Menyenangkan
Setelah menemukan lemak rambut sebagai komponen kunci untuk menjaga es dari bulu beruang kutub, mereka melakukan analisis kimia yang detail terhadap sebum. Mereka pertama-tama mengidentifikasi komponen-komponen kunci-kolesterol, diasilgliserol, dan asam lemak. Campuran ini lah yang membuat sulit bagi es untuk melekat pada bulu.
Namun, tim terkejut melihat bahwa metabolit berlemak bernama skualen hilang. Skualen hadir di rambut manusia dan mamalia air, termasuk berang-berang laut-yang tidak hidup di kondisi beku, tetapi masih membutuhkan bulu yang membuat mereka hangat. Dikatakan bahwa ketiadaan skualen dalam rambut beruang kutub kritis dari sudut pandang anti-pengembunan.
Ini juga memberikan wawasan tentang beberapa cara hewan lain yang hidup di lingkungan kutub telah beradaptasi untuk menjaga es dari bulu dan bulu mereka. Sebagai contoh, struktur bulu penguin Gentoo menolak es, semua tanpa lemak berminyak yang digunakan beruang kutub.
Grease sebagai alat berburu
Lemak ini juga membantu menjelaskan lebih banyak tentang strategi berburu beruang kutub dan populasi Inuit asli. Beruang kutub menggunakan “berburu diam,” di mana mereka bersandar diam di sebelah lubang pernapasan di es. Di sana, mereka menunggu anjing laut muncul.
“Berburu diam sering berkembang menjadi ‘penyusupan akuatik’ dengan beruang kutub menggunakan kaki belakangnya untuk meluncur ke air mengejar mangsanya, dan semakin rendah adhesi es, semakin sedikit kebisingan yang dihasilkan dan semakin cepat dan lebih tenang seluncurannya,” kata Bodil Holst, salah satu penulis studi dan fisikawan eksperimental
di Universitas Bergen di Norwegia, dalam sebuah pernyataan.
Orang Inuit juga akan mengambil langkah-langkah halus untuk meniru berburu diam beruang kutub. Metode persiapan bulu tradisional mereka juga melindungi sebum.
“Kursi berburu Inuit terkadang dipoles dengan bulu beruang kutub di kaki untuk menghindari kebisingan saat bergerak di atas es, sementara orang kadang-kadang mengenakan ‘celana beruang kutub’, memastikan seluruh area kontak dengan es tertutup bulu beruang kutub berkelek rendah untuk pengurangan kebisingan yang optimal,” kata Holst.
Selain belajar lebih banyak tentang para ahli adaptasi ini, ini dapat membantu kita mengembangkan material baru dan lebih aman yang menolak es.
“Kami berharap bahwa lapisan lipid alami ini yang dihasilkan oleh beruang akan membantu kami mengembangkan lapisan anti-pengembunan yang lebih berkelanjutan yang dapat menggantikan bahan ‘forever chemicals’ seperti PFAS yang telah digunakan sebagai lapisan anti-pengembunan,” kata Hobbs.