冰的滑溜是一种日常日子中常见现象，令人惊奇的是，虽然有很长的科学前史，这种现象依然存在争议。在冰上丈量到十分小的冲突是因为滑块和冰之间存在一层很薄的自润滑融水膜。可是，虽然对冰和雪的微观冲突行为进行了广泛的研讨，但对界面水膜及其力学性能的研讨却很少。在本研讨中，科学家们开发了一种冲击探针力丈量技能，以提醒冰润滑的微观机制。一起丈量了冰珠的剪切冲突，量化了在不同速度和温度下界面膜的原位力学性能和厚度。
与规范观念相反，发现融水表现出杂乱的粘弹性流变学，其粘度比原始水大2个数量级。融水的十分规流变学为冰的“润滑”供给了一个新的、共同的理论基础。此外，因为部分粘度的惊人改变，疏水性涂层的冲突大大削减，这为冬季运动中的打蜡效应供给了一个意外的解说。除了冰的冲突之外，研讨结果还为自修正润滑油完成超低冲突供给了新途径。所以冰为什么这么润滑的答案在于冲突发生了一层水膜。
这种水膜比预期的薄得多，粘性也比一般的水大得多，因为它类似于咱们在夏天喝的碎冰“雪锥”。CNRS和ENS-PSL的研讨人员在 cole Polytechnology的支持下，在2019年11月4日宣布在《物理谈论X》上的一项研讨中证明了这一现象。冰的“润滑”性质一般归因于由冲突发生的一层薄薄的液态水构成，例如能滑冰运动员在这个液膜上“冲浪”。这层薄薄水的性质曾经从未被丈量过：它的厚度在很大程度上依然是不知道的。而它的性质，乃至它的存在，都是争辩的主题。
更重要的是，因为液态水是已知欠好的润滑剂，这种液膜怎么能削减冲突并使冰变得润滑呢？为了处理这一悖论，来自体魄实验室(CNRS/ENS-PSL/Sorbonne Université/Universitéde Paris)的研讨人员与水力动力实验室(LadHyX，CNRS/ cole Polytechnology)的一个团队协作，开发了一种配备有音叉的设备（类似于音乐中运用的音叉）能够在滑冰过程中以惊人的精确度“听到”其间的力。
虽然仪器的尺度只要几厘米，但它满足灵敏，能够在纳米尺度上勘探冰并剖析冲突特性。多亏了这些共同的设备，科学家们第一次能够清楚地证明冲突的确会发生液态水薄膜。虽然如此，一起还供给了许多惊喜：厚度只要几百纳米到一微米（头发的百分之一），它比理论估量的要薄得多。更令人意想不到的是，这一薄膜底子不是“简略的水”，而是由与油相同粘稠的水组成，具有杂乱的粘弹性特性。这种意想不到的行为标明，外表冰并没有完全转化为液态水。
而是终究以类似于“雪锥”的混合状况完毕，即冰水和碎冰的混合。因而，在冰上滑动的奥妙能够在这种水膜“粘性”性质中找到。这些结果标明，需要对已提出用于描绘冰上冲突的理论描绘进行完全检修。融水的不同寻常性质是一个关键因素，直到现在还没有被考虑到。这将有助于更好地了解冰滑行现象，例如在冬季运动中，也将有助于提出添加冲突力的立异处理方案，以防止在结冰的道路上打滑。
博科园｜研讨/来自：CNRS
参阅期刊《物理谈论X》
DOI: 10.1103/PhysRevX.9.041025
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