Физики объяснили причину скольжения льда

Ученые из Мадридского университета Комплутенсе (Испания) вместе с коллегами из других стран объяснили, почему поверхность льда является скользкой. Для этого они проследили, как предмет взаимодействует с ледяной поверхностью на атомном уровне, сообщает PNAS.

Причину скольжения на льду физики пытались сформулировать на протяжении нескольких столетий. Но проводить исследования методом прямых наблюдений было крайне сложно, ведь толщина скользящего слоя составляет всего миллиардную долю метра.

Авторы новой научной работы прибегли к компьютерному моделированию. Его результаты показали, что молекулы льда «коллективно организованы» для обеспечения скольжения. Согласно исследованию, три основных теории, предложенные разными учеными в разное время, верны.

«Ключевыми принципами скользкой природы льда являются явление поверхностного таяния, предложенное Фарадеем, постепенное таяние, вызванное давлением, напоминающее гипотезу Томсона, и таяние, вызванное трением, предложенное Боуденом», – отметили ученые.

Сочетание этих факторов создает на поверхности льда «исключительный» самовосстанавливающийся смазочный слой. При увеличении давления смазка вытесняется из пространства между твердым телом и льдом, что приводит к их непосредственному контакту. Но, согласно принципу Ле Шателье, под влиянием того же давления лед тает и восполняет потери.

Ученые отметили, что точное понимание природы льда позволит предотвратить спортивные и дорожно-транспортные происшествия. Новые данные также будут полезны при разработке смазочных материалов нового поколения.

Ранее сообщалось, что открыта новая форма водяного льда. Она образуется под большим давлением.