A diákoknak több mint 100 éve tanítják már azt a fizikaórán, hogy a jég azért csúszós, mert azt nyomás és súrlódás éri, amelynek hatására a felszíne megolvad. A fagyos járda csúszósságát például azzal magyarázzák, hogy a még meleg cipő talpán keresztül a testsúly nyomás alá helyezi a jeges felszínt. A Saar-vidéki Egyetem kutatói szerint azonban ez magyarázat nem helyes, mivel a csúszósság a jégben lévő molekuláris dipólusok és az érintkező felületen, például a cipőtalpon lévő molekuláris dipólusok közötti kölcsönhatásokból ered.
A német kutatók munkája megkérdőjelezi William Thomson, a 19. század meghatározó fizikusának majdnem kétszáz évvel ezelőtt felvetett elméletét, aki elsőként írt arról, hogy a jég olvadását a nyomás vagy súrlódás és a hőmérséklet együttesen okozzák. Martin Müser, a kutatás vezetője szerint azonban egyik sem játszik különösebb szerepet abban, hogy a felszínén csúszós réteg alakul ki. A csapatával végzett számítógépes szimulációk eredményét a Physical Review Letters című tudományos lap közölte.
Molekuláris dipólus akkor keletkezik, amikor egy molekula részlegesen pozitív és részlegesen negatív töltésű régiókkal rendelkezik, ami a molekula egy adott irányba mutató általános polaritását adja. Nulla Celsius-fok alatt a vízmolekulák (H₂O) rendezett kristályrácsba rendeződnek, amelyben a molekulák szilárd, kristályos szerkezetet hoznak létre.
https://hvg.hu/tudomany/20230206_felfedezes_ujfajta_jeg_kristalyszerkezet_kozepes_surusegu_amorf_jeg_mda
Amikor valaki rálép erre a rendezett szerkezetre, nem a cipő nyomása vagy súrlódása az, ami megzavarja a molekulák felső rétegét, hanem a cipőtalpban lévő dipólusok orientációja, amelyek kölcsönhatásba lépnek a jégben lévő dipólusokkal. A korábban rendezett szerkezet így hirtelen rendezetlenné, így pedig folyékonnyá válik.
Amellett, hogy közel 200 évnyi elfogadott tudást cáfol meg, a csapat kutatása egy másik tévhitet is megcáfol – írja a SciTech Daily. „Eddig azt feltételezték, hogy -40 Celsius-fok alatt lehetetlen síelni, mert egyszerűen túl hideg van ahhoz, hogy egy vékony filmréteg alakuljon ki a síléc alatt. Kiderült, hogy ez is téves” – jelentette ki Müser.
A szakember szerint a szimulációk azt mutatják, hogy ezek a dipólusos kölcsönhatások még rendkívül alacsony hőmérsékleten, még az abszolút nulla fok közelében is fennmaradnak. Ugyanakkor a kutatók szerint ilyen hőmérsékleten a víz inkább a mézhez hasonló halmazállapotú lenne, így lehetetlen lenne rajta síelni.
Hogy a mostani felfedezés pontosan mit jelent a tudomány számára, azt még csak most vizsgálják a kutatók.
Ha máskor is tudni szeretne hasonló dolgokról, lájkolja a HVG Tech rovatának tudományos felfedezésekről is hírt adó Facebook-oldalát.
