Германски учени разбиха 200-годишен мит за хлъзгавия лед
Проф. Мартин Мюзер: Причината не е в налягането, а в " обърканите " молекули
Екип от немски физици от Университета в Саарланд пренаписа разпоредбите на зимните спортове и физиката, като опроверга доктрина, властвала в науката в продължение на два века. Според новото изследване, оповестено в влиятелното списание " Physical Review Letters ", повода ледът да е хлъзгав няма нищо общо с налягането или триенето, както се смяташе до момента.
В продължение на близо 200 години учебниците по физика преподаваха теорията на английския физик Джеймс Томпсън. Според нея, когато стъпим върху лед, тежестта на тялото или триенето на обувката разтапят най-горния пласт, създавайки тъничък воден филм, който работи като смазка. Новите компютърни симулации обаче потвърждават, че това пояснение е изцяло неправилно.
Краят на една ера във физиката
Екипът, воден от проф. доктор Мартин Мюзер, дружно с доктор Ашраф Атила и доктор Сергей Сухомлинов, открива, че хлъзгавостта се дължи на взаимоотношението сред молекулите на повърхността на леда. Те не се разтапят от напън, а са в положение на непрекъсната неустойчивост.
" Оказва се, че нито налягането, нито триенето играят изключително забележителна роля в образуването на тънкия течен пласт върху леда ", съобщи проф. Мартин Мюзер, представен от пресцентъра на Университета в Саарланд.
Учените изясняват феномена с съществуването на по този начин наречените " висящи " водородни връзки и електрически диполи на повърхността. Когато те влязат в контакт с различен обект (като подметка или ска), настава безпорядък в кристалната решетка.
" В три измерения тези диполни взаимоотношения стават 'фрустрирани' (объркани) ", изяснява проф. Мюзер. Това положение на молекулярен хаос прави повърхността преносима и хлъзгава, без да е належащо действително повишение на температурата или размразяване.
Ски при безспорната нула
Новото изобретение изяснява и явления, които остарялата доктрина не можеше да покрие – да вземем за пример по какъв начин е допустимо да се карат ски при температури от -40 градуса или по-ниски, когато налягането не би трябвало да е задоволително за разтапяне на леда.
Според симулациите на немския екип, този " сразяващ " пласт от преносими молекули съществува даже при температури, близки до безспорната нула. " Между леда и ските към момента се образува течен филм ", удостоверява проф. Мюзер, уточнявайки, че при рисков мраз този филм е вискозен като мед, само че въпреки всичко е разполагаем.
Откритието има голям капацитет за практическо приложение. Разбирането на молекулярния механизъм на хлъзгането може да докара до основаването на революционни нови покрития за зимни гуми и обувки, които да подсигуряват доста по-висока сигурност през зимата.
Екип от немски физици от Университета в Саарланд пренаписа разпоредбите на зимните спортове и физиката, като опроверга доктрина, властвала в науката в продължение на два века. Според новото изследване, оповестено в влиятелното списание " Physical Review Letters ", повода ледът да е хлъзгав няма нищо общо с налягането или триенето, както се смяташе до момента.
В продължение на близо 200 години учебниците по физика преподаваха теорията на английския физик Джеймс Томпсън. Според нея, когато стъпим върху лед, тежестта на тялото или триенето на обувката разтапят най-горния пласт, създавайки тъничък воден филм, който работи като смазка. Новите компютърни симулации обаче потвърждават, че това пояснение е изцяло неправилно.
Краят на една ера във физиката
Екипът, воден от проф. доктор Мартин Мюзер, дружно с доктор Ашраф Атила и доктор Сергей Сухомлинов, открива, че хлъзгавостта се дължи на взаимоотношението сред молекулите на повърхността на леда. Те не се разтапят от напън, а са в положение на непрекъсната неустойчивост.
" Оказва се, че нито налягането, нито триенето играят изключително забележителна роля в образуването на тънкия течен пласт върху леда ", съобщи проф. Мартин Мюзер, представен от пресцентъра на Университета в Саарланд.
Учените изясняват феномена с съществуването на по този начин наречените " висящи " водородни връзки и електрически диполи на повърхността. Когато те влязат в контакт с различен обект (като подметка или ска), настава безпорядък в кристалната решетка.
" В три измерения тези диполни взаимоотношения стават 'фрустрирани' (объркани) ", изяснява проф. Мюзер. Това положение на молекулярен хаос прави повърхността преносима и хлъзгава, без да е належащо действително повишение на температурата или размразяване.
Ски при безспорната нула
Новото изобретение изяснява и явления, които остарялата доктрина не можеше да покрие – да вземем за пример по какъв начин е допустимо да се карат ски при температури от -40 градуса или по-ниски, когато налягането не би трябвало да е задоволително за разтапяне на леда.
Според симулациите на немския екип, този " сразяващ " пласт от преносими молекули съществува даже при температури, близки до безспорната нула. " Между леда и ските към момента се образува течен филм ", удостоверява проф. Мюзер, уточнявайки, че при рисков мраз този филм е вискозен като мед, само че въпреки всичко е разполагаем.
Откритието има голям капацитет за практическо приложение. Разбирането на молекулярния механизъм на хлъзгането може да докара до основаването на революционни нови покрития за зимни гуми и обувки, които да подсигуряват доста по-висока сигурност през зимата.
Източник: dunavmost.com
КОМЕНТАРИ