Изображения с атомным разрешением показывают, почему лед такой скользкий

Физики из Китая раскрыла причину скользкости льда. В исследовании, опубликованном в Nature, они использовали атомно-силовую микроскопию, чтобы поближе рассмотреть поверхность льда при разных температурах, сообщает Phys.org.

Предыдущие исследования и множество неофициальных наблюдений огромного количества людей показали, что лед скользкий, даже когда температура значительно ниже точки замерзания. Это происходит из-за предрасплавленного покрытия, которое образуется на поверхности и служит смазкой.

В новом исследовании авторы начали с охлаждения льда внутри камеры микроскопа до -150°C, а затем смогли увидеть, что внутренний лед (лед Ih) и лед на поверхности были разными. Лед Ih, как и ожидалось, был уложен в виде шестиугольников. Атомы льда на поверхности, напротив, были лишь частично шестиугольными. Исследователи также обнаружили дефекты на границе между двумя типами льда, которые возникли, когда разные типы льда соприкасались друг с другом.

Затем исследователи слегка повысили температуру в камере, что привело к еще большему беспорядку в структуре льда, различия стали более выраженными. После ученые создали симуляцию, показывающую, как это повлияет на поверхность в целом. Она показала, что нарушение структуры распространяется по всей поверхности, придавая льду вид жидкости.

Причина, по которой эксперименты проводились при таких низких температурах, — в том, что микроскоп должен был работать в вакууме. Авторы планируют продолжить исследование, используя короткие лазерные вспышки для нагрева льда в течение очень коротких промежутков времени. Это позволит увидеть, что происходит в более теплых условиях.