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
По каким районам «Хагупит» нанесёт самый мощный удар?
5 августа 2020 | 01:25
По каким районам «Хагупит» нанесёт самый мощный удар?
Тайфун «Хагупит» приближается к границам нашей страны. А в начале недели он нанёс удар по Китаю. Ещё до вторжения тропического циклона из прибрежных районов эвакуировали 200 000...
Новости погоды
На Русскую равнину возвращается жаркая погода
3 августа 2020 | 00:44
На Русскую равнину возвращается жаркая погода
На востоке Европейской России продолжает бушевать грозовой фронт, который накануне принёс в регион похолодание. Сильные ливни обрушились на Саратов,затопило и Киров...
4 августа 2020 | 11:00
Западную Европу ждёт новый виток аномальной жары
После короткой, но аномальной жары на прошлой неделе уже в предстоящие выходные французские метеорологи ожидают в Западной Европе начало новой волны тепла. Как сообщает...
Западную Европу ждёт новый виток аномальной жары
4 августа 2020 | 10:06
Неделя началась рекордными максимумами
В первый день новой недели территория Южного Урала и западных регионов Западной Сибири оказалась в зоне аномально жаркой погоды. В условиях антициклональной, малооблачной и сухой...
Неделя началась рекордными максимумами
4 августа 2020 | 01:16
«Хагупит» нацелился на восток России
Итак, в районе Байкала не прекращаются дожди. В понедельник под воду из-за ненастья уходил Иркутск. В то же время в Слюдянском районе Иркутской области разлившаяся река смыла...
«Хагупит» нацелился на восток России
Другие публикации
СМИ2
Климат
Такого июля в Японии ещё не было!
2 августа 2020 | 12:42
Такого июля в Японии ещё не было!
Из года в год власти и местное население борются со стихией, которая с каждым разом усиливает свой натиск на жителей островного государства. Сезон дождей, приносящий с собой...
2 августа 2020 | 12:47
На Южном Урале мелеют реки
Уровень воды в водоёмах бассейна реки Урал в Оренбургской области продолжает снижаться, второй год подряд он остается минимальным за последние 50 лет наблюдений...
На Южном Урале мелеют реки
1 августа 2020 | 12:48
Климатический кризис усиливает расовое неравенство
Глобальное потепление чаще вызывает вспышки жары в южных регионах США и малообеспеченных районах городов. Именно здесь чаще всего проживают представители расовых меньшинств...
Климатический кризис усиливает расовое неравенство
1 августа 2020 | 12:33
Всемирный потоп обрушится на Землю в 2100 году?
Учёные из Университета Мельбурна считают, что Всемирный потоп приближается и может обрушиться на Землю в 2100 году. На это указывает растущий уровень воды в реках, океанах...
Всемирный потоп обрушится на Землю в 2100 году?
Другие публикации
Стихия
Непостоянный, но опасный «Исайя» заливает восток США
4 августа 2020 | 10:35
Непостоянный, но опасный «Исайя» заливает восток США
Тропический шторм «Исайя» («Isaias»), сформировавшийся в Атлантическом океане в минувший четверг, пройдя по территории Флориды и Южной Каролины, вчера вечером обрушился на...
3 августа 2020 | 12:21
Из-за оползней в Непале погибли люди
По данным информационного агентства REUTERS из-за оползней, вызванных продолжительными проливными дождями, в Непале только в течение дня 3 августа погибло 17 человек...
Из-за оползней в Непале погибли люди
3 августа 2020 | 08:45
Изнурительная жара установилась на юге США
Национальная метеорологическая служба США выпустила «предупреждение о чрезмерной жаре» для районов Аризоны, Невады и Калифорнии, включая Лас-Вегас и Феникс. Накануне температура...
Изнурительная жара установилась на юге США
1 августа 2020 | 12:09
Во Франции объявлен оранжевый уровень опасности
В связи с аномальной жарой в 13 департаментах Франции действует оранжевый уровень погодной опасности, сообщает метеорологическая служба Meteo France. Пик жары приходится на восток...
Во Франции объявлен оранжевый уровень опасности
Другие публикации
Природа
Секрет выживания: дружелюбие и терпимость
4 августа 2020 | 17:21
Секрет выживания: дружелюбие и терпимость
В книге Чарльза Дарвина «Происхождение видов» использован афоризм «выживает сильнейший» как синоним естественного отбора, который является основной движущей силой эволюции...
4 августа 2020 | 12:15
Плохая новость: ракообразные расщепляют пластик
Частицы микропластика получают всё большее распространение в морях и океанах, и его негативное воздействие на многие морские формы жизни хорошо известно. Тем не менее...
Плохая новость: ракообразные расщепляют пластик
3 августа 2020 | 17:40
Необычная планета: удивительное озеро Моно
Озеро Моно примечательно сразу несколькими особенностями: оно и щелочное, и солёное; в воде и вдоль берега живут мухи-аквалангисты; из воды выступают многочисленные удивительные...
Необычная планета: удивительное озеро Моно
3 августа 2020 | 11:40
Кислотные дожди убийственно влияют на нашу жизнь
Капли дождя обычно представляют собой слабокислый раствор. Это происходит вследствие того, что соединения в атмосфере, такие как углекислый газ, вступают в реакцию с водой...
Кислотные дожди убийственно влияют на нашу жизнь
Другие публикации
Технологии
Crew Dragon возвращается, на очереди SpaceshipTwo
2 августа 2020 | 12:25
Crew Dragon возвращается, на очереди SpaceshipTwo
В развитие пилотируемого космоса все больше вторгаются коммерческие компании. Немногим более месяца назад в космос был успешно запущен первый в мире космический аппарат Crew...
4 августа 2020 | 12:57
Лучшее средство в борьбе с пожарами – оперативность
Всем известно, что маленький пожар потушить проще, чем разросшийся до больших масштабов. Министерство природных ресурсов и экологии России опубликовало некий рейтинг субъектов...
Лучшее средство в борьбе с пожарами – оперативность
3 августа 2020 | 15:18
Углекислый газ будут превращать в топливо
По сообщению РИА Новости, индийские химики в сотрудничестве с британскими коллегами создали нанопористый материал, названный ими аморфным цеолитом, который превращает углекислый...
Углекислый газ будут превращать в топливо
1 августа 2020 | 13:01
Для армии создадут спецпаёк для экстремального климата
Научно-исследовательская работа по созданию специальных пайков для жаркого и холодного климата ведётся в России, сообщает газета «Красная звезда» со ссылкой на заместителя...
Для армии создадут спецпаёк для экстремального климата
Другие публикации
Видео
Фотогалерея
Энциклопедия
Другие публикации
Архив
Искать:
Loading...