Za oknem zimowej pogody nie widać, ale prędzej niż później mrozy powrócą, a z nimi śliskie jezdnie i chodniki. Być może dzięki teorii opublikowanej dziś przez niemieckiego fizyka już niedługo będziemy umieli lepiej sobie z tym radzić. Bo Persson opracował i opublikował na łamach czasopisma "The Journal of Chemical Physics" swoją nową teorię ślizgania, która powinna pomóc w tworzeniu powierzchni, które owemu ślizganiu będą sprzyjać lub przeciwdziałać.

(zdj. ilustracyjne) /Patrick Pleul/PAP/DPA /

Ślizganie tylko na pozór wydaje się proste. Niby wiemy, że na powierzchni lodu tworzy się pod naciskiem warstewka wody i to ona sprawia, że poślizg jest możliwy i trudno nam utrzymać równowagę, ale do tej pory nasza wiedza nie wykraczała wiele dalej. Nowa teoria dokładniej analizuje procesy, które w warstwie między lodem a innymi powierzchniami zachodzą i - jak zapowiada autor - pomoże nam w bardziej kontrolowany sposób je wykorzystać.

Lód sam w sobie nie jest śliski, poślizg zapewnia wspomniana warstewka wody, pojawiająca się na powierzchni w sposób naturalny lub pod wpływem czynników zewnętrznych, ciepła bądź nacisku. Ów naturalny proces topnienia na powierzchni, nawet w temperaturze poniżej zera, zaobserwowany już ponad 150 lat temu przez Michaela Faradaya sprawia na przykład, że dwie kostki lodu po zetknięciu natychmiast przywierają.

Praktycznie nie jest możliwe badanie na poziomie cząsteczkowym procesów, które zachodzą w warstwie pośredniej między dwiema stykającymi się powierzchniami ciał stałych - mówi Bo Persson z Jülich Research Center w Niemczech. Jak dodaje, "nie ma dostępu do tej warstwy, nie sposób rozpraszać na niej jonów, czy elektronów i z ich pomocą badać". Są jednak dane doświadczalne pokazujące, w jaki sposób temperatura i prędkość poślizgu wpływają na siłę tarcia o lód. Właśnie te dane Persson wykorzystał, by zweryfikować przewidywania swojej teorii. Najważniejsze w mojej pracy było opracowanie wzoru, który pozwolił wyliczyć siłę tarcia lodu w zależności od temperatury i prędkości poślizgu w szerokim zakresie i temperatury i prędkości - wyjaśnia.

Lepsze zrozumienie procesów tarcia na lodzie będzie miało istotne znacznie w naszym codziennym życiu. Z jednej strony będzie można tworzyć lepsze powierzchnie ślizgu tam, gdzie to pożądane. Można oczekiwać, że pracą natychmiast zainteresują się eksperci od smarowania nart biegowych. Z drugiej strony są szanse na stworzenie lepszych materiałów, dzięki którym opony zimowe, czy podeszwy butów będą lepiej trzymać się drogi czy chodnika. Tu zresztą sam Bo Perrson ma poważne doświadczenie, we wcześniejszych badaniach zajmował się właśnie tarciem opon samochodowych.

Teoria ta może mieć także bardziej globalne zastosowania. Z jej pomocą będzie można lepiej opisywać i przewidywać zjawiska płynięcia lodowców i to, jak wpływają na nie zmiany klimatyczne.