Скольжение по льду — явление, знакомое каждому, кто хотя бы раз выходил на каток или шёл по обледеневшей дороге. На протяжении двух веков считалось, что причина скольжения заключается в плавлении верхнего слоя льда из-за трения или давления. Однако новое исследование Саарландского университета (Германия) опровергло эту теорию. Настоящая причина кроется в электрических полях, генерируемых молекулами льда. Это открытие не только меняет наше понимание физики, но и открывает новые возможности для разработки инновационных материалов.
Основные аспекты нового открытия
1. Что заставляет лёд быть скользким?
Ранее учёные считали, что трение или давление от коньков, ботинок или шин расплавляют тонкий слой льда, создавая смазку. Новое исследование показало, что истинная причина — электростатические взаимодействия.
— Молекулярные диполи: Молекулы воды в кристалле льда расположены упорядоченно, создавая диполи (частичные заряды).
— Электрические поля: При контакте с поверхностью (например, коньком) эти диполи взаимодействуют с внешними электрическими полями, разрыхляя верхний слой льда.
— Квазижидкая плёнка: В результате образуется тонкая аморфная плёнка, которая и делает лёд скользким.
*«Этот механизм работает даже при температурах, близких к абсолютному нулю, где традиционные теории плавления не применимы»*, — отмечают исследователи.
2. Почему это важно?
Открытие имеет как теоретическое, так и практическое значение:
— Теоретический аспект: Оно разрешает многовековой спор о природе скольжения на льду.
— Практическое применение: Новые знания могут быть использованы для разработки более эффективных зимних шин, нескользящих покрытий и материалов для работы в экстремальных условиях.
3. Возможности для инноваций
На основе этого открытия можно создать:
— Зимние шины с улучшенным сцеплением на льду.
— Коньки и лыжи с превосходными скользящими свойствами.
— Материалы для использования в криогенных средах и космических технологиях.
Заключение
Новое исследование Саарландского университета не только опровергает устоявшиеся представления о физике льда, но и открывает двери для инноваций в различных областях науки и техники. Понимание роли электрических полей в скольжении на льду позволяет нам лучше контролировать это явление и использовать его в практических целях. Это ещё один шаг вперёд в изучении природы привычных вещей, которые нас окружают.
