科學家給出了冰面滑溜溜的現象終極解釋!

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冬季運動,如滑雪、速滑、花樣滑冰和冰壺,都需要冰和雪光滑的表面。雖然人們普遍認為冰的表面是光滑的,但事實并非如此。
1886年,愛爾蘭物理學家約翰·喬利(John Joly)提出了第一個關于冰上低摩擦力的科學解釋, 他認為當一個物體接觸到冰面時,由于接觸壓力會使冰的表面融化,從而形成一個液體水層。
科學家給出了冰面滑溜溜的現象終極解釋!】目前的共識是, 盡管冰表面的液態水確實減少了冰面上的滑動摩擦,但這種液態水并不是由于接觸壓力融化的,而是在滑動過程中產生的摩擦熱造成的。
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由阿姆斯特丹大學的丹尼爾波恩教授和MPI-P的米查波恩教授領導的研究小組現在已經證明,冰面上的摩擦力產生的原因要比目前假設的要復雜得多。
為了研究這種溫度依賴性滑移的起源,研究人員對冰表面的水分子進行了光譜測量,并與分子動力學(MD)模擬進行了比較。實驗和理論的結合揭示了冰表面存在兩種類型的水分子:附著在底層冰上的水分子(由三個氫鍵束縛)和流動水分子(只受兩個氫鍵的束縛)。
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隨著溫度的升高,兩種表面分子相互轉化,在冰面上最上層的水分子的移動,完全符合測量摩擦力的溫度,水分子表面的流動性越大,摩擦越低,反之亦然。

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