Фізики 200 років поширювали нісенітницю про причини ковзання на льоду — тепер усе стало зрозуміло

Протягом майже 200 років переважним поясненням ковзання на льоду було те, що тертя або тиск від ковзанів, черевиків чи шин розплавляло його тонкий верхній шар, створюючи на поверхні змазку у вигляді мікроскопічної плівки. Нове дослідження, проведене в Саарландському університеті (Німеччина), відкинуло цю давню ідею. Лід слизький зовсім з іншої причини, і це відкриття матиме наслідки.

Джерело зображення: AG Müser

Справжня причина ковзання на льоду полягає в електричних полях, що генеруються молекулярними диполями в зоні контакту з льодом. Коли щось торкається льоду, часткові заряди його власних молекул взаємодіють з високоорганізованим розташуванням диполів молекул води в кристалі льоду. Це електростатичне взаємодія, своєрідно, розпушує найверхній шар кристалічної решітки льоду, перетворюючи його на тонку і неупорядковану квазижидку (аморфну) плівку. Раніше ефект «розрідження» фізики пояснювали нагріванням від тиску на лід або від тертя.

Що також виявилося важливим — цей механізм «самозмазування» працює навіть при температурах, що наближаються до абсолютного нуля, коли теплова енергія практично відсутня, і традиційні теорії плавлення льоду під тиском або нагрівом від тертя в принципі не можуть слугувати поясненням феномена змочування контактних поверхонь. В таких екстремальних умовах лід залишається слизьким просто тому, що молекули на його поверхні вразливі до впливу статичного електрики від контактної поверхні.

Зроблене відкриття в корені змінює наше розуміння одного з найзвичніших явищ природи. Окрім розв'язання багатовікових суперечок на тему ковзання на льоду, відкриття має практичну цінність. Воно дозволить створювати більш якісні зимові шини та в принципі нескользячі покриття, які справді працюватимуть на льоду за всіма законами фізики, а також допоможе розробити відмінно ковзаючі вироби — ковзани, лижі та матеріали для роботи в кріогенних середовищах.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки