Theo như có câu trả lời có thể giúp ích cho tất cả chúng ta. Bằng cách nào?, sau khi trong một nghiên cứu mới được công bố đầu năm 2025, các nhà khoa học đã giải mã một bí ẩn ẩn giấu trong bộ lông gấu Bắc Cực dường như thích nghi hoàn hảo với môi trường băng giá khắc nghiệt ở phía Bắc.
Thích nghi bất ngờ: Bộ lông nhờn chống băng
Lông trắng, lớp mỡ dày, móng vuốt sắc nhọn. Gấu Bắc Cực dường như thích nghi hoàn hảo với môi trường băng giá khắc nghiệt ở phía Bắc.
Giờ đây, các nhà nghiên cứu đã khám phá ra loài gấu này còn có một sự thích nghi bất ngờ khác ở Bắc Cực: bộ lông nhờn (greasy fur) . Đây là một đặc điểm mà đáng ngạc nhiên, có thể giúp chúng ta tìm ra giải pháp thay thế cho "hóa chất vĩnh cửu" (forever chemicals) – một nhóm các hợp chất được sử dụng rộng rãi và có liên quan đến nhiều vấn đề sức khỏe ở con người.
Theo một nghiên cứu được công bố vào tháng 1/2025, một chất nhờn (oily substance) được tiết ra từ các tuyến trong da gấu Bắc Cực giúp bộ lông của chúng không bị đóng băng trong nhiệt độ dưới 0 độ C.
Khả năng chống băng của bộ lông nhờn tự nhiên này được đánh giá là ngang ngửa với một số loại sợi nhân tạo tiên tiến nhất của con người được phủ các hóa chất độc hại đó – vốn được dùng để chống dầu, nhiệt, nước và băng.
Bằng cách tái tạo khả năng chống băng của gấu, các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ phát triển các lựa chọn thay thế lành mạnh hơn cho những hóa chất độc hại này.
Bodil Holst , một nhà nghiên cứu tại Đại học Bergen ở Na Uy, đồng tác giả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science Advances , cho biết: "Nếu chúng ta thực hiện đúng cách, chúng ta có cơ hội tạo ra chúng thân thiện với môi trường. Đó chắc chắn là nguồn cảm hứng ở đây."
Bí ẩn "Làm thế nào điều này có thể xảy ra?"
Vốn là một nhà vật lý, Holst thường không nghĩ về gấu Bắc Cực. Nhưng khoảng năm năm trước, khi bà xem một chương trình truyền hình Đức đề cập đến loài động vật Bắc Cực này, bà bắt đầu tự hỏi làm thế nào bộ lông của chúng vẫn không bị đóng băng ngay cả sau khi lặn xuống nước.
Làn da trơn trượt của chúng là một lợi thế lớn trong săn bắt. Gấu Bắc Cực ẩn nấp gần các lỗ băng biển cho đến khi một con hải cẩu trồi lên và – tách , chúng đã bắt được bữa ăn tiếp theo. Khả năng trượt trên bụng với ma sát tối thiểu giữa lông và băng giúp hải cẩu khó phát hiện ra chúng. Người Inuit thậm chí đã làm dép từ da gấu Bắc Cực để di chuyển gần như hoàn toàn im lặng trên băng.
"Tôi chỉ nghĩ: ‘Chà, điều này thật hấp dẫn. Làm thế nào điều này có thể xảy ra? ’" Holst kể lại.
Vì vậy, Holst đã tập hợp một nhóm gồm mười mấy nhà khoa học để giải quyết bí ẩn. Bà nói: "Khi bạn nói từ thần kỳ 'gấu Bắc Cực', ai cũng muốn tham gia."
Giải pháp trơn tru
Để kiểm tra khả năng chống băng của bộ lông động vật, các nhà nghiên cứu đã đóng băng các khối nước đá vào các mẫu lông gấu Bắc Cực (đã giặt sạch và chưa giặt), cũng như tóc người gắn trên da đầu tổng hợp và thiết bị trượt tuyết có chứa các chất PFAS.
Một trong những nhà nghiên cứu, Julian Carolan , đã sử dụng tóc của chính mình cho thí nghiệm. Carolan, một ứng viên tiến sĩ và là người đứng đầu bài báo, cho biết: "Việc này không hề dễ chịu. Tôi phải để tóc rất nhờn trong suốt một tuần, điều này trông không đẹp chút nào. Sau đó tôi cạo sạch càng sát da đầu càng tốt, việc này rất khó khăn vì tóc quá nhờn. Điều này cũng khiến tôi bị hói đầu vào tháng Giêng lạnh giá năm ngoái."
Kết quả cho thấy: Lông gấu nhờn và thiết bị trượt tuyết có chứa PFAS đều chống lại sự bám dính của băng tốt hơn so với các mẫu tóc người nhờn và lông gấu đã được giặt sạch lớp dầu.
Phân tích hóa học tiết lộ rằng chất nhờn trên lông gấu – một chất mà các nhà khoa học gọi là bã nhờn (sebum) – chứa một công thức gồm cholesterol và các lipid khác làm cho nó khác biệt so với bã nhờn được tìm thấy trên các loài động vật có vú khác.
Công thức độc đáo đó chính là điều khiến gấu Bắc Cực có khả năng chống băng vượt trội.
Geoff York , một nhà sinh vật học tại Polar Bears International, người không tham gia vào nghiên cứu, nói: "Nghiên cứu mới xác nhận những gì chúng tôi, những người đã tiếp xúc với gấu, đều biết. Khi chúng tôi tiếp cận chúng trên mặt đất, và chúng đã được gây mê an toàn, chúng luôn khô một cách đáng kinh ngạc ." Ông nói thêm: "Cho đến nay, chúng tôi không biết cơ chế đằng sau khả năng chống băng của chúng."
Tất nhiên, việc lấy được một lượng bã nhờn đáng kể từ gấu Bắc Cực – loài đang bị đe dọa tuyệt chủng do nhiệt độ tăng và băng biển thu hẹp – là không khả thi. Nhưng giờ đây các nhà nghiên cứu đã biết được công thức đằng sau chất nhờn của gấu Bắc Cực, họ hy vọng sẽ thiết kế các lớp phủ không chứa PFAS được làm từ các thành phần tương tự.
Manish Tiwari , giáo sư kỹ thuật nano tại University College London, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết: "Nó mang lại cái nhìn sâu sắc và nguồn cảm hứng để phát triển các vật liệu có nguồn gốc tự nhiên và cung cấp giải pháp cho vấn đề đóng băng lâu dài mà không gây hại ."
Vấn đề với 'Hóa chất Vĩnh cửu'
Với liên kết mạnh mẽ giữa các nguyên tử carbon và fluorine, PFAS đã được sử dụng để làm dụng cụ nấu ăn chống dính, quần áo chống nước, bao bì thực phẩm, chỉ nha khoa và nhiều sản phẩm khác.
Hoá chất vĩnh cửu đang đe doạ loài người
Tuy nhiên, ngày càng có nhiều bằng chứng cho thấy nhiều chất PFAS gây ra nguy cơ ung thư, vô sinh và các vấn đề sức khỏe khác cho con người ngay cả ở mức độ phơi nhiễm thấp. Các chất này được mệnh danh là "hóa chất vĩnh cửu" vì chúng tồn tại dai dẳng trong môi trường suốt nhiều năm.
Ngay cả khi ứng dụng thực tế còn nhiều năm nữa mới có thể đạt được, Holst, nhà vật lý đã thai nghén dự án nghiên cứu, rất vui vì đã nghiên cứu một loài động vật đáng yêu như vậy.
Bà nói: "Tôi thực sự rất vui vì đã có thể khám phá ra điều gì đó mới về gấu Bắc Cực. Tôi không nghĩ mình có thể làm được điều đó."
