压力下的冰?新研究彻底改变了我们的认识!
萨尔大学的一个研究小组发表了有关冰融化的新发现,驳斥了长期以来的假设。

压力下的冰?新研究彻底改变了我们的认识!
由 Martin Müser 领导的研究小组 萨尔大学 发现了关于冰融化的新见解。在计算机模拟中,科学家们发现之前关于压力和摩擦是熔化的主要原因的假设是不正确的。研究结果发表在著名期刊《物理评论快报》上,代表了对冰川学的根本性反思。
传统上,依靠压力和摩擦力的结合(例如冰上的鞋子)来形成水。然而,最新研究结果表明,冰表面分子的方向对于薄液层的形成至关重要。即使在非常低的温度下,甚至低于-40摄氏度,冰晶之间的这种无序性也会导致冰和滑雪板之间的界面处形成粘性薄膜。无论压力和摩擦如何,这种情况都会发生,因为冰分子偶极子和鞋底之间的相互作用至关重要。
表面熔体的作用
与冰融化和冻结相关的现象极其复杂。表面熔化是一个自然过程,无论温度如何都会发生。即使低于熔点,冰上也会形成流动的水层,这会影响冰的光滑度。冰的表面保持液态,增加了可能的损害,例如当结冰的水膨胀时,未受保护的水管在霜中破裂。水的特性强化了这一点,水在冰点以下保持稳定。
科学家 Joost M. W. Frenken 和 J. Friso van der Veen 在 20 世纪 80 年代通过实验证明了表面熔化是一种相关现象。盐等杂质会影响形成的液膜的厚度,并导致熔化行为的复杂性。这些发现不仅对于深入了解冰的性质非常重要,而且对于气象现象也非常重要,因为薄薄的液体层在雷暴的形成中发挥着重要作用。
冰淇淋的特性
冰本身是固态水 (H2O),在低于 0 °C 的温度下会凝固。它具有六方晶体结构,属于氧化物和氢氧化物矿物类。冰的一个重要特性是密度异常:冰的密度比液态水低,导致它漂浮在水面上。这一特性对全球水循环和生态具有巨大影响。
冰在食品冷却和运动等各个领域的使用非常广泛。此外,冰川学,即冰的科学,是一个日益相关的研究领域,特别是在气候变化及其对全球冰块的影响方面。
总之,Müser 团队对冰融化新机制的发现代表了一种范式转变,可能会对冰及其行为的理解产生深远的影响。不过,具体后果目前尚不清楚。