13 ноября 2019 | 16:45 ФОБОС
Феноменальное открытие: почему лёд скользкий?
Гладкая поверхность льда обладает очень низким коэффициентом трения, что позволяет скользить по нему, например, на коньках. Это свойство льда известно людям с древних времен, но только недавно учёные смогли объяснить этот феномен. Ответ заключается в тончайшем пограничном слое на поверхности льда, создаваемого трением. Толщина и свойства этой плёнки долгие годы вызывали противоречивые мнения у физиков; считалось, что скользкость льда является результатом появление тонкого слоя воды между льдом и движущимся по нему предметом: жидкость возникает при плавлении поверхностного слоя кристаллической фазы. Однако оставалось неясным, как вода – этот плохой смазочный материал по сравнению с маслами – может настолько уменьшать трение. Также многие параметры поверхностного слоя не были измерены физически, поэтому вообще ставилось под сомнение наличие самой плёнки.
Современные методы исследования дали неожиданный ответ, сообщает Phys.org. Феномен описали учёные ведущих научных учреждений Франции. Они разработали устройство, оснащённое камертоном (правильнее – это модифицированная разновидность камертонного атомно-силового микроскопа) – аналогичное тому, которое используется в музыке. Это устройство с удивительной точностью может «слышать» все производимые действия во время скольжения по льду и изменения в движении в наномасштабе. Эти изменения измерялись с высокой точностью, а на их основе ученые вычислили вязкость среды, в которой происходило движение.
Таким образом, благодаря уникальному устройству учёные впервые смогли наглядно продемонстрировать, что трение действительно порождает жидкую пленку. При этом пленка преподнесла ряд феноменальных сюрпризов: она оказалась ещё намного тоньше, чем предполагали предыдущие теоретические оценки. Ранее её толщину оценивали от нескольких сотен нанометров до микрона, или в одну сотую диаметра человеческого волоса. Ещё более неожиданным стало открытие, что плёнка вовсе не «простая вода».
Физикам удалось показать, что для воды в пограничном слое характерна псевдопластичность, то есть уменьшение вязкости при увеличении сдвиговых напряжений, что обычно характерно для насыщенных полимерных растворов. Измеренная вязкость слоя оказалась на уровне сотен миллипаскаль-секунд, что примерно в 100 раз больше, чем у обычной воды, и соответствует типичным значениям масел.
Полученные результаты лучше объясняются в предположении, что на поверхности образуется смесь дроблёного льда и холодной воды. Практическое применение на обывательском уровне выглядит так: лыжи лучше скользят, если их смазать водоотталкивающими смесями.
Сделанные открытия указывают, что необходим тщательный пересмотр теоретических описаний, которые ранее выдвигались для описания трения на льду. Это поможет лучше понять феномен ледового скольжения, например, в зимних видах спорта, а также поможет предложить инновационные решения для повышения трения, чтобы избежать заноса на обледенелых дорогах.
Выбор редакции
Тема дня
На смену аномальным морозам придут аномальные оттепели
19 января 2021 | 01:00
На смену аномальным морозам придут аномальные оттепели
Русская равнина пережила пик арктического вторжения. Сибирские морозы накрыли европейскую часть страны в начале прошлой недели, и день ото дня они только крепчали...
Новости погоды
Погода недели: морозы сменятся ледяными дождями
17 января 2021 | 19:21
Погода недели: морозы сменятся ледяными дождями
На юге России в начале недели аномально холодно, в отдельных районах опять пройдёт снег, после полудня только -2…-7, в низовьях Волги и Дона – до -7…-12. Но во второй половине...
17 января 2021 | 14:12
Центральная Россия: грядёт самая морозная ночь
В ближайшие сутки Центральная Россия останется в области повышенного атмосферного давления, благодаря чему обойдется без осадков, но в условиях относительно малооблачной погоды и...
Центральная Россия: грядёт самая морозная ночь
17 января 2021 | 11:06
В Москве выпала 1/3 месячной нормы осадков
Накануне каспийский циклон обрушился на Москву мощными снегопадами. В осадкомеры опорной столичной метеостанции попало 12 мм осадков, что составляет 30% месячной нормы...
В Москве выпала 1/3 месячной нормы осадков
17 января 2021 | 09:38
Прошедшая ночь в Москве стала самой холодной
Минувшая ночь, а вернее предутренние часы, в Москве стали самыми студёными в текущем сезоне. Впервые в мегаполисе ударили 20-градусные морозы! Столбики термометров на базовой...
Прошедшая ночь в Москве стала самой холодной
Другие публикации
СМИ2
Климат
Гигантские дыры во льду Антарктиды угрожают климату
18 января 2021 | 14:10
Гигантские дыры во льду Антарктиды угрожают климату
В морских льдах Антарктики образовались огромные полыньи. В формировании таких гигантских открытых пространств важную роль играют мощные тёплые и влажные воздушные потоки в...
18 января 2021 | 14:45
ООН: адаптация к изменениям климата пробуксовывает
Кроме ограничения выбросов парниковых газов, призванного сократить темпы глобального потепления, вторым важнейшим направлением климатической политики является реализация...
ООН: адаптация к изменениям климата пробуксовывает
16 января 2021 | 11:42
Глобальное потепление может вызвать ледниковый период
Учёные из Кардиффского университета Великобритании составили климатическую модель прошлого, позволяющую понять возникновение ледникового периода на Земле. Благодаря этому...
Глобальное потепление может вызвать ледниковый период
15 января 2021 | 14:50
Поглощение СО2 российскими лесами поставили на учёт
Запасы углерода в лесах России впервые подсчитали в рамках завершившегося первого этапа инвентаризации лесов, выполненной специалистами ФГБУ «Рослесинфорг» – ведущего лесоучётного...
Поглощение СО2 российскими лесами поставили на учёт
Другие публикации
Стихия
В Домбае лавина накрыла горнолыжников
18 января 2021 | 15:54
В Домбае лавина накрыла горнолыжников
Снежная лавина сошла на горнолыжную трассу в районе Домбая в Карачаево-Черкессии. О происшествии со ссылкой на экстренные службы сообщило информационное агентство ТАСС...
18 января 2021 | 10:46
Число жертв землетрясения в Индонезии продолжает расти
Сильное землетрясение, обрушившееся на остров Сулавеси в Индонезии на прошлой неделе, унесло жизни не менее 81 человека и оставило без крова боле 19 000 человек...
Число жертв землетрясения в Индонезии продолжает расти
15 января 2021 | 12:37
Землетрясение в Индонезии: не обошлось без жертв
Землетрясение силой 6,2 балла произошло в Индонезии сегодня после полуночи по местному времени. Эпицентр располагался на глубине 10 км на острове Сулавеси около 6 км от г. Мажен...
Землетрясение в Индонезии: не обошлось без жертв
14 января 2021 | 18:28
Власти Мадрида просят объявить его зоной катастрофы
Власти Мадрида оценили ущерб от крупнейшего за много десятилетий снегопада почти в 1,4 миллиарда евро и просят правительство Испании объявить город зоной катастрофы...
Власти Мадрида просят объявить его зоной катастрофы
Другие публикации
Природа
Природа России: край летучего камня
18 января 2021 | 17:25
Природа России: край летучего камня
С момента основания Лапландского заповедника прошло 90 лет, и за это время топоним, ради которого он был так назван, вышел из употребления. Лапландия — культурный регион...
18 января 2021 | 13:29
Сахар из водорослей поможет победить COVID-19
Китайские биологи обнаружили, что сахаристые вещества из клеток водорослей вида Ecklonia kurome могут подавлять работу важнейших ферментов коронавируса и мешает ему проникать в...
Сахар из водорослей поможет победить COVID-19
17 января 2021 | 14:58
Мороз загнал лис на улицы Санкт-Петербурга
Из-за сильных морозов на улицах Санкт-Петербурга появились лисы, которые приходят в город в поисках пищи, сообщает пресс-службе администрации губернатора города...
Мороз загнал лис на улицы Санкт-Петербурга
17 января 2021 | 14:37
WWF бьёт тревогу о стремительном исчезновении лесов
В 29 странах мира было проведено исследование, направленное на выяснение причин исчезновения в них лесов. Основной причиной оказалось обезлесение. Эксперты WWF выявили...
WWF бьёт тревогу о стремительном исчезновении лесов
Другие публикации
Технологии
В России создан пластик, не угрожающий планете
11 января 2021 | 13:17
В России создан пластик, не угрожающий планете
В химической промышленности медленно, но целенаправленно намечается тренд на уход от полимеров, созданных синтетическим путём, и развитие полимеров, полученных из растительной...
18 января 2021 | 11:48
Обмануть кофеманов стало невозможно
Существуют два основных сорта кофе – более дорогой арабика и более дешёвый робуста. Чтобы получить оптимальную цену, производители часто смешивают зерна двух сортов, предполагая...
Обмануть кофеманов стало невозможно
17 января 2021 | 17:46
Россияне увеличили покупки лопат из-за снежной зимы
Снежная зима привела к взрывному спросу на лопаты и снегоочистители, сообщает РИА Новости со ссылкой на крупнейшего в РФ оператора фискальных данных «Платформа ОФД»...
Россияне увеличили покупки лопат из-за снежной зимы
14 января 2021 | 17:55
Берём пример: как в мегаполисе вырастить овощи и грибы
Городское огородничество в Европе еще лет 16-18 назад было новомодным трендом, на который смотрели с недоверием, а сегодня активно организуются стартапы и даже на некоторые...
Берём пример: как в мегаполисе вырастить овощи и грибы
Другие публикации
Видео
Фотогалерея
Энциклопедия
Другие публикации
Архив
Искать:
Loading...