Почему лед скользкий — неожиданный ответ на простой вопрос

Международная исследовательская группа, возглавляемая Мадридским университетом Комплутенсе, использовала компьютерное моделирование для изучения движения твердого тела, скользящего по льду, на атомном уровне.

Почему лед скользкий — неожиданный ответ на простой вопрос

Ученые потратили два века на то, чтобы понять, почему лед скользкий и что вызывает слой жидкости, который образуется на его поверхности. На протяжении десятилетий такие светила науки, как Майкл Фарадей, Джеймс Томсон, Осборн Рейнольдс и Филип Броуден, выдвигали различные гипотезы.

Однако новое исследование показало, что они на самом деле каждый из ученых был прав, ведь на поверхности и в структуре льда происходят одновременно все эти процессы. Согласно выводам ученых ключевыми принципами скользкой природы льда являются явления поверхностное таяние, предложенные Фарадеем, постепенное плавление, вызванное давлением, которое схоже с гипотезей Томсона, и плавление, вызванное трением, как предложил Боуден.

Исследование, которое было опубликовано в Proceedings of the National Academy of Science, включало использование компьютерного моделирования для анализа движения твердых объектов по поверхности льда на атомарном уровне.

Объемная работа, проведенная Мадридским университетом Комплутенсе (UCM), выявила, что поверхность льда при контакте с твердым объектом тает и создает самовоспроизводящийся слой смазки. Этот смазочный слой делает лед более скользким и, следовательно, куда более опасным (или полезным).

В случае с множеством других твердых поверхностей возникает проблема со смазкой, которая заключается в том, что по мере увеличения давления смазка вытесняется между противоположными поверхностями, что оставляет их в прямом контакте. В случае льда действует принцип Ле Шателье, и по мере того, как смазочный слой отталкивается под давлением, сам лед тает и восстанавливает потери.

Помимо предотвращения спортивных и дорожно-транспортных происшествий, результаты этого исследования могут быть применены при разработке более качественных смазочных материалов во многих системах.

Читайте также

В России созданы планарные ионные ловушки для квантовых компьютеров

В России созданы планарные ионные ловушки для квантовых компьютеров

Рождение сверхпрочных материалов: как нанопокрытия обманывают физику разрушения

Рождение сверхпрочных материалов: как нанопокрытия обманывают физику разрушения

Новое исследование объяснило, почему мы пишем злые комментарии в соцсетях

Новое исследование объяснило, почему мы пишем злые комментарии в соцсетях

Древние листья предсказали судьбу современных лесов при глобальном потеплении

Древние листья предсказали судьбу современных лесов при глобальном потеплении

Ученые Стаффордширского университета раскрыли тайну проклятия мумий

Ученые Стаффордширского университета раскрыли тайну проклятия мумий

Ученые предложили новую версию путешествия 6-тонного камня Стоунхенджа из Шотландии

Ученые предложили новую версию путешествия 6-тонного камня Стоунхенджа из Шотландии

Ученые раскрыли пользу кимчи: пробиотики, витамины и жирные кислоты

Ученые раскрыли пользу кимчи: пробиотики, витамины и жирные кислоты

Ученые предложили новый сценарий происхождения первых клеток на Земле

Ученые предложили новый сценарий происхождения первых клеток на Земле

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Робот МФТИ установил рекорд сборки головоломки «мегаминкс» за 9,6 секунды

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Медицинские технологии, в которые почти невозможно поверить

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

Квантовый двигатель нарушает законы термодинамики, генерируя работу и холод одновременно

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

ИИ в джунглях: как в Коста-Рике тестируют сообразительность диких обезьян

В России создали искусственное ухо с помощью гибридной 3D-биопечати

В России создали искусственное ухо с помощью гибридной 3D-биопечати

В Китае создали простую роборуку BioflexBot, которая оказалась гибче человеческой

В Китае создали простую роборуку BioflexBot, которая оказалась гибче человеческой

ИИ помог найти опасную уязвимость Zoom всего за 20 запросов

ИИ помог найти опасную уязвимость Zoom всего за 20 запросов

Телескоп James Webb обнаружил возможный новый тип космических объектов — «звезду-черную дыру»

Телескоп James Webb обнаружил возможный новый тип космических объектов — «звезду-черную дыру»