Ученые разрешили 166-летнюю загадку Фарадея о склеивании кусочков льда при температуре чуть ниже нуля. Исследование с использованием атомно-силовой микроскопии предоставило экспериментальное подтверждение существования тонкого квазижидкого слоя на поверхности льда.
Открытие квазижидкого слоя
В 1850 году Майкл Фарадей описал загадочное явление: два кусочка льда при температуре чуть ниже нуля могли слипаться, если их прижать друг к другу. Ученый предположил, что на поверхности льда существует тонкий квазижидкий слой, который при соприкосновении замерзает и образует прочную связь.
Экспериментальное подтверждение
Ученые показали, что предплавленный слой присутствует на поверхности льда даже при температуре около –10 градусов. Впервые визуализирован процесс «ледяной сварки» на наноуровне. При сближении поверхностей этот жидкий слой объединяется, а затем быстро кристаллизуется, формируя прочную связь.
Практическое значение
Исследование также показало, что добавление солей или изменение pH жидкости может существенно влиять на толщину предплавленного слоя и силу сцепления. Это помогает объяснить, почему лёд в морской воде ведёт себя иначе, чем в пресной.
Применения результатов
- Понимание процессов обледенения самолётов
- Трение коньков о лёд
- Поведение ледяных частиц в облаках, которые могут влиять на климатические процессы
Полученные результаты имеют практическое значение для различных областей науки и техники. Они помогут улучшить понимание и моделирование различных процессов, связанных с льдом и его поведением.
Заключение
Разрешение загадки Фарадея открывает новые возможности для исследований в области физики и химии льда. Ученые продолжат изучать свойства льда и его поведение в различных условиях, что может привести к новым открытиям и применениям.
RU 
EN