Новое объяснение скользкого льда

17.09.2025

Каждому с детства знакомо ощущение неустойчивости на льду. Нам десятилетиями внушали, что причина скольжения проста: под давлением обуви или коньков верхний слой льда слегка подтаивает, образуя тонкую водную пленку. Однако современные исследования показывают, что эта версия слишком упрощает реальную картину.

Физики из Саарского университета поставили под сомнение традиционное объяснение и предложили совершенно иной механизм. По их мнению, скользкость льда определяется не давлением и не теплом от подошвы, а тонкими взаимодействиями молекулярных диполей, которые возникают на границе соприкосновения льда и обуви.

Профессор Мартин Мюзер применил компьютерное моделирование, чтобы проследить, как именно нарушается кристаллическая решетка льда. Его расчеты показали, что дипольные взаимодействия расстраивают упорядоченное расположение молекул воды и превращают часть поверхности в аморфный слой, ведущий себя как жидкость. Именно по этому нестабильному слою и происходит скольжение.

Чтобы лучше понять открытие, стоит вспомнить, что лед состоит из молекул воды, выстроенных в жесткую решетку. Когда подошва ботинка касается этой поверхности, диполи материала обуви взаимодействуют с диполями молекул на льду, создавая состояние, которое физики называют "фрустрированным". В такой конфигурации кристаллический порядок нарушается, и в результате образуется тонкая жидкая прослойка.

Интересно, что подобные результаты опровергают одно из давних утверждений Джеймса Томпсона, брата знаменитого лорда Кельвина. Почти два века назад он выдвинул гипотезу, что лед скользит из-за давления и трения. Сегодня становится ясно: эти факторы не играют ключевой роли.

Не менее важно и то, что новые данные пересматривают взгляд на катание при экстремальном морозе. Считалось, что при температурах ниже -40 °C жидкий слой не формируется, и скольжение становится невозможным. Но расчеты показали: дипольные силы действуют даже в таких условиях, только образующийся слой становится вязким, напоминающим по консистенции мед, и потому плохо подходит для движения на лыжах или коньках.

По словам Мартина Мюзера, подобное понимание имеет значение не только для фундаментальной науки, но и для практики. Речь идет о разработке спортивного инвентаря, обуви с улучшенными противоскользящими свойствами и оценке рисков при передвижении по льду. Таким образом, старый миф о таянии под давлением уступает место более сложному и точному объяснению, которое объединяет молекулярную физику и повседневный опыт человека.

<< Назад: Лазерные телевизоры Hisense Xplorer X1 Ultra 18.09.2025

>> Вперед: Мышка-напальчник Finger Maus 17.09.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

LG и Prime Video: студияная версия кинематографа 31.07.2026

Современные телевизоры предлагают множество режимов изображения, которые автоматически корректируют цвета, контраст и резкость. Однако создатели фильмов часто жалуются, что дополнительная обработка искажает их замысел. Новая функция, появившаяся на телевизорах LG, пытается решить эту проблему, передавая контроль над настройками непосредственно студии. LG и Prime Video запустили режим "Оригинал автора" - первую настройку изображения, которой управляет сама студия. Он доступен только на OLED evo 2026 модельного года. LG Electronics и Prime Video объявили о совместной инициативе, приуроченной к стриминговой премьере фильма "Властелины Вселенной". В рамках сотрудничества на телевизорах компании появились две новые функции - режим изображения "Оригинал автора" и голосовая команда для пульта Magic Remote. Ключевая новинка - режим "Оригинал автора", который в LG называют первым в области настройки изображения для стримингового контента. Его отличие от распространенного FILMMAKER MODE за ...>>

Астронавты на Марсе не смогут выжить даже в скафандрах 30.07.2026

Высадка людей на Марс остается одной из самых амбициозных целей космических агентств. Красная планета лишена пригодной для дыхания атмосферы и подвергается высокому уровню солнечной радиации, поэтому астронавты смогут находиться на ее поверхности только в специальных скафандрах. Однако новые исследования показывают, что даже самые современные космические костюмы могут оказаться непригодными для работы в условиях марсианской гравитации. По результатам испытаний стало ясно, что новые скафандры NASA не подходят для использования астронавтами на Красной планете. На Марсе отсутствует воздух, пригодный для дыхания, а также наблюдается высокий уровень солнечной радиации. Это лишь некоторые из многих факторов, которые усложнят нахождение людей на поверхности. Современные скафандры не рассчитаны на марсианскую гравитацию, составляющую примерно 38 процентов земной. Новейшее поколение костюмов просто слишком тяжелое для использования на Марсе, пишет Phys. Новая серия скафандров, которую раз ...>>

Случайная новость из Архива Улучшение выработки энергии из рассеиваемого тепла 01.06.2021 Группа ученых из Университета Колорадо в Боулдере разработала новый элемент для выработки энергии из рассеиваемого тепла, которое просто улетело бы в пространство. Новая разработка оказалась в 100 раз лучше предыдущих подобных устройств, но для коммерческих целей КПД элемента необходимо повысить еще в 100 или 1000 раз. Вырабатывать электричество из внешнего электромагнитного поля (радиочастотного излучения) могут так называемые выпрямляющие антенны или ректенны (rectifying antenna). Ученые создали ректенну для получения электричества из тепла. Работа элемента основана на туннельном эффекте. Задача была поставлена таким образом, что для сбора энергии из тепла требовался как можно меньший по размерам элемент, но необходимо было решить проблему роста сопротивления по мере уменьшения элементов. Туннельный эффект, которого ученые добились на элементе, фактически означает нулевое сопротивление перехода электрона и резкое повышение уровня выработки. Получить такой эффект исследователи смогли после того, как между контактами перехода создали зазор между двух слоев диэлектрика - так называемую квантовую яму. Подбор зазора и толщины диэлектриков был такой, что электрон туннелировал с одного контакта на другой, как бы проходя сквозь стену. Ученые протестировали массив из более чем 250 000 ректенн в форме бабочек, сделанных из никеля, оксида никеля, оксида алюминия, хрома и золота, каждая из которых была примерно 11 нм в длину и 6 нм в ширину. Было обнаружено, что массив показал эффективность преобразования в 100-1000 раз больше, чем предыдущие оптические ректенны.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026