1
Забудьте всё, что вы знали об… обыкновенном льде! Учёные выяснили, почему мы на самом деле скользим.
Более ста лет школьников по всему миру учили: лёд тает под воздействием давления и трения. Выходишь зимой на обледенелый тротуар, и под весом твоего тела, через подошву обуви, лёд превращается в тонкую водную плёнку, из-за которой ты и шлёпаешься. Но что, если это объяснение… совершенно неверно?
Новое шокирующее исследование, проведённое в Университете Саарланда, ставит под сомнение парадигму, установленную почти два века назад! Оказывается, не давление или трение делают лёд скользким, а кое-что гораздо более фундаментальное: взаимодействие между молекулярными диполями во льду и диполями на контактирующей поверхности, будь то подошва вашей обуви или лезвие конька.
Профессор Мартин Мюзер и его коллеги Ахраф Атил и Сергей Сухомлинов с помощью компьютерного моделирования показали: «Ни давление, ни трение не играют особенно значительной роли в образовании тонкого жидкого слоя на льду», — объясняет Мюзер.
Вместо этого, когда вы наступаете на идеально упорядоченную кристаллическую решётку льда, верхний слой молекул разрушается не от физической силы, а от ориентации диполей в подошве обуви, взаимодействующих с диполями во льду. Упорядоченная структура внезапно становится неупорядоченной, аморфной и, в конечном итоге, жидкой. Это похоже на «геометрическую фрустрацию», где конкурирующие силы не дают системе стабилизироваться, превращая лёд в нечто скользкое.
И это ещё не всё! Исследование развенчивает ещё одно распространённое заблуждение. «До сих пор считалось, что кататься на лыжах при температуре ниже –40 °C невозможно, потому что будет слишком холодно для образования тонкой смазочной жидкой плёнки. Оказалось, что и это неверно», — продолжает профессор Мюзер. Дипольные взаимодействия сохраняются даже при температурах, близких к абсолютному нулю, и жидкая плёнка образуется. Правда, она становится невероятно вязкой, как мёд, так что особо не покатаешься.
В общем, лёд хранит куда больше секретов, чем мы думали. Следующей зимой, когда будете скользить, знайте: виноваты не вы и не сила тяжести, а хитрые молекулярные диполи!