При температуре ниже нуля градусов по Цельсию молекулы воды (H2O) располагаются в высокоупорядоченной кристаллической решётке, в которой все молекулы аккуратно выровнены друг относительно друга, и создают твёрдую кристаллическую структуру.

Когда кто-то наступает на эту упорядоченную структуру, верхний слой молекул разрушается не под воздействием давления или трения обуви, а под воздействием ориентации диполей в подошве обуви, взаимодействующих с диполями во льду. Ранее упорядоченная структура внезапно становится неупорядоченной.

«В трёх измерениях эти дипольно-дипольные взаимодействия становятся «фрустрированными», — говорит Мюзер, ссылаясь на концепцию геометрической фрустрации в физике, согласно которой конкурирующие силы не позволяют системе достичь полностью упорядоченной стабильной конфигурации. На микроскопическом уровне силы между диполями во льду и диполями в материале подошвы обуви нарушают упорядоченную кристаллическую структуру на границе между льдом и обувью, в результате чего лёд становится неупорядоченным, аморфным и, в конечном итоге, жидким.

Помимо опровержения почти 200-летних общепринятых знаний, исследования команды также развенчивают ещё одно заблуждение.

«До сих пор считалось, что кататься на лыжах при температуре ниже –40 °C невозможно, потому что будет слишком холодно для образования тонкой смазочной жидкой плёнки под лыжами. Оказалось, что и это неверно», — объясняет профессор Мюзер.

«Дипольные взаимодействия сохраняются при чрезвычайно низких температурах. Примечательно, что жидкая плёнка образуется на границе раздела между льдом и лыжами даже при температуре, близкой к абсолютному нулю», — говорит Мюзер.

Однако при таких низких температурах плёнка становится очень вязкой — более вязкой, чем мёд. Мы вряд ли узнаем в ней воду, и кататься по ней будет практически невозможно, но плёнка всё же появляется.

Ссылка на статью.