Кровь рыбы может стать более безопасным решением по борьбе с обледенением зимой: натуральный антифриз может оказаться лучше для природы и для автомашин.
Для городских жителей России зима ассоциируется не только с Новым годом, снежками, коньками и лыжами, но и с тоннами соли и антигололедного реагента, которое выливается на дороги городов, превращая обувь в труху, а машины в ржу. Помимо этого, реагенты наносят непоправимый ущерб экологии – по обочинам городских дорог зелень и деревья оказываются выжжены опасными химикатами. Никто в России точно не исследовал, какой именно вред наносит людям эта зимняя “уборка снега” – ведь люди вдыхают испарения этих реагентов. По некоторым данным, только в Центральной России за зиму выливается на дороги более 50 миллионов тонн реагента и соли.
А как насчет естественных альтернатив? Ученые обнаружили на Севере планеты насекомых и пауков, которые создают в своих телах антифризы, снижающие температуру замерзания воды на несколько градусов. А некоторые рыбы, такие как антарктический клыкач (Dissostichus mawsoni), вырабатывают гликопротеины-антифризы, которые предотвращают замерзание крови в их венах в самых холодных водах на Земле .
Белки-антифризы – это природные полимеры – огромные длинные молекулы, состоящие из более мелких повторяющихся молекул, похожих на звенья цепи. Воссоздание этих соединений – непростая задача, но мы можем создать наши собственные синтетические версии в лаборатории, начав с поливинилового спирта (ПВС). Это простое и недорогое соединение, которое нетоксично для людей и водных организмов и является обычным ингредиентом многих повседневных продуктов личной гигиены.
ПВС содержит те же гидроксильные группы, что и протеины антифризов для рыб. Используя химическую инженерию, мы можем изменить расположение этих гидроксилов в структуре полимера, сделав ее более похожей на соединения, производимые рыбой. В будущем мы, возможно, сможем превратить ПВС из обычного соединения в средство для борьбы со льдом, которое можно будет использовать где угодно.
Поскольку ПВС не разлагается слишком быстро, он может работать на поверхностях, которые должны оставаться незамерзающими, таких как дороги, тротуары и поручни. Его длинная химическая структура делает его пригодным для придания формы и применения в аэрозолях или покрытиях. Когда-нибудь города зимой могут рассчитывать на нетоксичные антифризы, наносимые в виде спреев, которые не испачкают вашу одежду и не вызовут коррозию вашего автомобиля.
