Po staletí se lidstvo zabývalo zdánlivě jednoduchou otázkou: proč je led tak kluzký? Od olympijských sportovců klouzajících po zmrzlých tratích až po každodenní pády na chodnících je tento fenomén univerzální, ale vědecky záhadný. Navzdory dlouhotrvajícím spekulacím zůstávala definitivní odpověď v nedohlednu – až donedávna.
Zavedené teorie
Vědci tradičně nabízejí tři hlavní vysvětlení. První, pocházející z 19. století, naznačuje, že tlak předmětu (například brusle) roztaví led a vytvoří mazací vrstvu vody. Tato teorie je však neudržitelná: lidé neváží dostatečně, aby vytvořili dostatečný tlak pro významné tání. Druhá hypotéza poukazuje na tření: tření mezi povrchem a ledem vytváří teplo, což způsobuje místní tání. I když to vysvětluje klouzání po zahájení pohybu, nevysvětluje to počáteční snadnost klouzání. Třetí teorie předpokládá předem roztavenou vrstvu vody na povrchu ledu kvůli strukturálním rozdílům mezi pevnou a kapalnou vodou. Ale ani toto vysvětlení nedokáže plně vysvětlit extrémní kluzkost.
Role spotřeby energie a národní hrdosti
Snaha porozumět kluzkosti ledu není jen akademická záležitost. Nizozemští vědci, pohánění touhou udržet si vedoucí postavení své země v rychlobruslení, vidí praktické aplikace. Kromě sportu by komplexní pochopení tření ledem mohlo mít globální důsledky. Tření představuje asi 25 % celosvětové spotřeby energie, což znamená, že odhalení tajemství nízkého tření ledu by mohlo vést k významným úsporám energie v různých průmyslových odvětvích.
Nový vzhled: Amorfní vrstvy a molekulární poruchy
Nedávný výzkum naznačuje, že odpověď může spočívat ve struktuře samotné ledové plochy. Místo toho, aby se spoléhali pouze na tání, vědci nyní teoretizují, že akce, řekněme, šlápnutí na led ničí jeho krystalickou strukturu a vytváří „amorfní vrstvu“ – neuspořádaný stav mezi pevnou látkou a kapalinou. Tato vrstva není úplně rozpuštěný led, ale chaotické uspořádání molekul, které klade minimální odpor pohybu.
Tato teorie, publikovaná v časopise Physical Review Letters, naznačuje, že i při extrémně nízkých teplotách se mohou zarovnané ledové krystaly pod tlakem rychle rozpadnout a způsobit kluzkost. Rozbití krystalické struktury usnadňuje molekulární pohyb a snižuje tření.
Proč je to důležité
O kluzkosti ledu vědci diskutovali více než století. Nedávný výzkum ukazuje, že pravda nespočívá v jediném vysvětlení, ale v kombinaci faktorů. Roli hraje tlak, tření a strukturální poruchy. Tento objev by mohl otevřít inovace ve snižování tření v průmyslových odvětvích od dopravy po výrobu. Záhada ledu může být konečně vyřešena a slibuje skutečné výhody daleko za kluzištěm.
