Η απεικόνιση ατομικής ανάλυσης δείχνει γιατί ο πάγος είναι τόσο ολισθηρός

Η απεικόνιση της ατομικής ανάλυσης αποκάλυψε τη λεπτομερή δομή του πάγου και έδωσε πληροφορίες για το γιατί ο πάγος είναι τόσο ολισθηρός. Η έρευνα, που διεξήχθη από μια ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο του Cambridge και το Πανεπιστήμιο του Illinois στο Urbana-Champaign, χρησιμοποίησε μια τεχνική που ονομάζεται μικροσκοπία σήραγγας σάρωσης (STM) για να απεικονίσει την επιφάνεια του πάγου στο ατομικό επίπεδο.

Το STM περιλαμβάνει τη σάρωση μιας απότομης άκρης πάνω από την επιφάνεια ενός υλικού για να δημιουργηθεί μια τρισδιάστατη εικόνα της επιφάνειας. Η άκρη είναι τόσο απότομη που μπορεί να ανιχνεύσει μεμονωμένα άτομα και οι εικόνες που προκύπτουν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον προσδιορισμό της διάταξης των ατόμων στην επιφάνεια.

Οι εικόνες STM του πάγου αποκάλυψαν ότι η επιφάνεια του πάγου δεν είναι τόσο ομαλή όσο φαίνεται στο γυμνό μάτι. Αντ 'αυτού, καλύπτεται από μικροσκοπικές προσκρούσεις και κορυφογραμμές, οι οποίες προκαλούνται από τον τρόπο διατάξεως τα μόρια του νερού.

Όταν τα μόρια του νερού πάγωμα, σχηματίζουν μια κρυσταλλική δομή, με τα μόρια να διατεταγθούν σε ένα κανονικό μοτίβο. Ωστόσο, η δομή του πάγου δεν είναι τέλεια και συχνά υπάρχουν ελαττώματα στο κρυσταλλικό πλέγμα. Αυτά τα ελαττώματα δημιουργούν μικροσκοπικές προσκρούσεις και κορυφογραμμές στην επιφάνεια του πάγου, γεγονός που μπορεί να το κάνει να αισθάνεται ολισθηρό.

Η ολίσθηση του πάγου επηρεάζεται επίσης από τον τρόπο με τον οποίο τα μόρια του νερού αλληλεπιδρούν με την επιφάνεια. Όταν τα μόρια νερού έρχονται σε επαφή με τον πάγο, μπορούν να σχηματίσουν ένα λεπτό στρώμα υγρού νερού στην επιφάνεια. Αυτό το στρώμα νερού μπορεί να λειτουργήσει ως λιπαντικό, μειώνοντας την τριβή μεταξύ του πάγου και άλλων αντικειμένων.

Τα ευρήματα αυτής της μελέτης παρέχουν καλύτερη κατανόηση της δομής του πάγου ατομικού επιπέδου και του τρόπου με τον οποίο συμβάλλει στην ολίσθηση του πάγου. Αυτή η γνώση θα μπορούσε να οδηγήσει στην ανάπτυξη νέων υλικών που είναι πιο ανθεκτικά στην ολίσθηση ή που έχουν άλλες επιθυμητές ιδιότητες.

Εκτός από τις επιπτώσεις του στην κατανόηση της ολισθαίνουσας παγωμένης, αυτή η μελέτη παρέχει επίσης ένα νέο εργαλείο για τη μελέτη της δομής άλλων υλικών σε ατομικό επίπεδο. Το STM μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την απεικόνιση της επιφάνειας μιας ευρείας ποικιλίας υλικών και τα αποτελέσματα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να κατανοήσουν τις ιδιότητες και τη συμπεριφορά τους.