Почему лед такой скользкий: ученые опровергли теорию из школьных учебников

• 26.12.2025, 12:55

Естественный процесс до сих пор понимали неправильно.

Зимой одной из самых неприятных проблем является гололедица. Хотя каждый из нас не раз в жизни падал на скользком тротуаре, объяснить причину этого явления не так уж просто.

Как пишет earth.com, десятилетиями в школьных учебниках подавалась версия, которая никогда надежно не подтверждалась экспериментами. Но новое исследование предлагает альтернеативное объяснение, больше похожее на правду.

Исследование, которое возглавил профессор Саарландского университета (Германия) Мартин Мюзер и которое опубликовано в журнале Physical Review Letters, опровергает версию о «таянии» верхнего слоя льда при контакте с другими объектами.

Классическое объяснение скользкости льда

Десятилетиями школьников учили, что лед становится скользким, потому что подошва обуви или лезвия коньков своим давлением и трением заставляют таять сверхтонкий верхний слой льда, превращая его в водяную пленку на поверхности.

Однако при очень низких температурах эти объяснения просто не работают. Экспериментально не удалось зафиксировать даже минимальный нагрев поверхности льда от интенсивного скольжения.

Новое объяснение скользкости льда

Новое исследование сосредотачивается на диполях - микроскопическом распределении положительного и отрицательного зарядов в каждой молекуле воды. В замерзшей воде эти диполи упорядочиваются в кристаллическую решетку, задавая поверхности льда определенную электрическую ориентацию.

Когда коньки или подошва обуви касаются льда, заряженные участки их материалов взаимодействуют с поверхностными молекулами воды, изменяя их ориентацию.

Применив метод компьютерные симуляции, авторы исследования детально проанализировали движение атомов и молекул на поверхности льда при взаимодействии с другими объектами.

Моделирование показало, что в такой ситуации верхний слой кристаллической структуры льда разрушается, переходя в неупорядоченную массу ледяных обломков, напоминающую жидкость. По мере продолжения скольжения эти зоны беспорядочной структуры распространялись вдоль границы контакта, формируя скользкую прослойку даже при самой низкой температуре.

При этом лед не плавился в привычном смысле, а подвергался аморфизации - переходу от упорядоченной кристаллической решетки к неупорядоченному материалу.

Симуляции также показали, что различные материалы по-разному взаимодействуют со льдом при экстремально низких температурах.

Гладкие и гидрофобные поверхности, в частности некоторые виды пластика, позволяют неупорядоченному слою легче скользить вдоль них. Зато материалы, которые сильнее притягивают молекулы воды, удерживают эту плёнку, увеличивая трение, поскольку слой не может свободно перемещаться.