Ett team av fysiker knutna till flera institutioner i Kina har avslöjat orsaken bakom ishalkan. I deras studie, publicerad i tidskriften Nature , använde gruppen atomkraftsmikroskopi för att få en närmare titt på isytan vid olika temperaturer.
Tidigare forskning och många anekdotiska bevis har visat att is är hal, även när temperaturen ligger långt under fryspunkten. Forskning har föreslagit att detta beror på en försmältningsbeläggning som utvecklas på ytan, som fungerar som ett smörjmedel.
I denna nya studie använde forskargruppen ett atomkraftmikroskop försett med en kolmonoxidatom på spetsen för att få en bättre titt på strukturen hos normal is och dess försmältningsbeläggning.
Forskarna började med att kyla is inuti mikroskopkammaren till -150°C och sedan använda mikroskopet för att titta på dess atomstruktur. De kunde se att den inre isen (känd som is Ih) och isen vid ytan var olika.
Isen Ih var som väntat arrangerad i staplade hexagoner. Isen på ytan var däremot bara delvis sexkantig. Forskarna hittade också defekter i isen vid gränsen mellan de två typerna av is som uppstod när de olika isformerna mötte varandra.
Forskarna höjde sedan temperaturen i kammaren något, vilket resulterade i mer oordning då formskillnaderna blev mer uttalade. Teamet skapade sedan en simulering som visar hur en sådan störning skulle påverka ytan som en hel enhet – den visade att störningen expanderade hela vägen över ytan, vilket gav isen ett vätskeliknande utseende som skulle vara halt om man trampade på det.
Forskargruppen förklarar att anledningen till att deras experiment gjordes vid så låga temperaturer var att mikroskopet måste opereras i vakuum; varmare temperaturer skulle ha lett till sublimering, vilket gör det svårt att studera isen på atomnivå.
De noterar också att de planerar att fortsätta sin studie genom att använda korta laserskurar för att värma upp isen under mycket korta tidsperioder, så att de kan se vad som händer under varmare förhållanden.
