Холодная самосмазка скользящего льда
Новое исследование, проведенное в Саарландском университете, показывает, что причиной скольжения на льду является не давление или трение, а взаимодействие между молекулярными диполями во льду и диполями на контактирующей поверхности (подошве обуви). При температуре ниже нуля градусов Цельсия молекулы воды (H₂O) выстраиваются в высокоупорядоченную кристаллическую решётку, в которой все молекулы аккуратно выстроены друг относительно друга и создают прочную кристаллическую структуру. При контакте верхний слой молекул разрушается не под действием давления или трения обуви, а из-за ориентации диполей в подошве обуви, взаимодействующих с диполями во льду. Ранее упорядоченная структура внезапно становится беспорядочной. Работа опубликована в журнале Physical Review Letters.
На микроскопическом уровне силы между диполями во льду и диполями в материале подошвы обуви нарушают упорядоченную кристаллическую структуру на границе раздела между льдом и обувью, в результате чего лёд становится неупорядоченным, аморфным и, в конечном итоге, жидким.
Исследование группы не только опровергает почти 200-летние устоявшиеся представления, но и развенчивает еще одно заблуждение. До сих пор считалось, что катание на лыжах при температуре ниже –40 °C невозможно, потому что под лыжами просто слишком холодно, чтобы образовалась тонкая смазывающая пленка. Оказывается, и это неверно. Дипольные взаимодействия сохраняются при экстремально низких температурах. Примечательно, что на границе между льдом и лыжами всё ещё образуется жидкая плёнка — даже при температуре, близкой к абсолютному нулю.
