Молекулярная магия под ногами: ученые после 2 веков заблуждений выяснили, почему на самом деле лед скользкий
Почти два столетия ученые были уверены, что знают разгадку скользкости льда. Но исследователи из Университета Саара (Германия) в работе для научного журнала Physical Review Letters опровергли устоявшуюся теорию, державшуюся с XIX века.
Согласно классическому представлению, лед становится скользким под ногами или полозьями коньков из-за давления: кристаллическая решетка будто бы подламывается, порождая тончайший слой воды. Другой гипотезой было плавление от трения. Но тщательные компьютерные расчеты доказали: главные виновники – невидимые силы притяжения на микроуровне.
Выяснилось, что молекулы воды во льду и молекулы материала, с которым он контактирует (будь то подошва ботинка или металл конька), взаимодействуют подобно крошечным магнитам. Это дипольное притяжение нарушает порядок в поверхностном слое льда, «раскачивает» его и превращает в жидкость, даже если снаружи лютый мороз.
Этот механизм работает при аномально низких температурах, вплоть до -40 °C. Правда, образующаяся субстанция больше напоминает густой мед, чем воду, поэтому кататься на таких поверхностях крайне сложно.
Ни давление, ни трение не являются истинной причиной эффекта. Все решает это удивительное молекулярное взаимодействие, резюмируют ученые.
Полезно знать
Еще в 1850-х Майкл Фарадей предполагал, что лед всегда покрыт тонким, невидимым глазу слоем жидкости, даже при температурах ниже нуля. Работа немецких ученых, по сути, дает современное и подробное объяснение этой старой гипотезе.
