开云app官方 冰面为啥滑? 从法拉第到北大团队, 170年吵出个“冷冻真相”
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冬天在冰场滑冰时，你有没有突然愣神，为啥冰面踩上去就那么丝滑？这问题看着像常识，科学家却为它吵了170多年，直到最近中国团队才挖出点新东西。
咱们先从1842年说起。
英国有个叫法拉第的物理学家，没事就爱琢磨冰。
有天他拿两块冰往一起一挤，哎？居然粘成一块了！他盯着看了半天，猜，冰表面肯定有层看不见的水，就像给冰裹了层“润滑油”。
这想法当时挺新鲜，但谁也说不清这层水咋来的，毕竟那时候连显微镜都瞅不清分子。
后来到了20世纪，科学家们开始为这层“润滑油”吵架。
有人说，是冰刀压在冰上，压力让冰的熔点变低，化成水了就像捏冰块捏久了会化点水。
也有人说，不对，是冰刀蹭冰面时摩擦生热，把冰“磨化”了跟冬天搓手取暖一个道理。
吵来吵去，谁也没说服谁。
这两拨人吵到后来，都觉得自己有点道理，但又都不全面。
直到20世纪中期，有物理学家做实验发现，冰就算在零下好几度，表面也会有层“预融层”还没到0℃就提前有点“化”的意思。
可这层东西到底是啥样？分子咋排列的？还是说不清楚。
从猜想到实验室，170年吵不完的“冰面谜题”
时间一晃到了2018年，荷兰阿姆斯特丹大学有个团队坐不住了。
他们觉得光吵理论没用，得动手测。
于是弄了个金属球模拟冰刀，在不同温度的冰面上蹭来蹭去，测摩擦系数。
结果发现，零下7℃的时候摩擦最小巧了，这正是短道速滑赛道的标准温度。
他们还拿计算机模拟水分子的样子，发现冰表面的水分子挺“调皮”。
有的水分子老老实实地跟周围分子牵着手（3个氢键），有的却松了一个手（2个氢键），成了“流动分子”。
温度一高，这种“流动分子”就变多，像往冰面上撒了一把微型滚珠，可不就滑了嘛。
荷兰团队这波操作，算是把温度和摩擦的关系说清了，但还是没看清水分子到底咋排列的。
毕竟模拟归模拟，真要“眼见为实”，还得靠更厉害的显微镜。
中国团队“拍”出原子级照片，冰的表面藏着“两种脸”
2023年5月，北大江颖团队突然扔出个“王炸”。
他们搞出一种特殊的显微镜，针尖上粘了个一氧化碳分子，对着冰面一照我的天，开云app冰表面的水分子居然排着两种队形！一种是咱们常见的六方冰，分子整整齐齐，另一种是以前只在高压下见过的立方冰，分子排得方方正正。
{jz:field.toptypename/}更绝的是，他们发现这层“预融层”在零下153℃就开始出现了。
以前科学家以为得到零下70℃才会有，这下直接把“启动温度”往下拽了80多度。
相当于说，地球上几乎所有冰的表面，都裹着这么层“隐形润滑油”。
这发现当时就炸了锅。
要知道，以前看冰表面就像隔着毛玻璃，模模糊糊，现在用这显微镜，连水分子咋牵手都看得清清楚楚。
中国团队这波操作，算是把冰的“表面功夫”拍了个明明白白。
不过话说回来，这事儿还没完全结束。
现在科学家又开始琢磨，这层“预融层”里的水分子，到底是自己“松绑”的，还是被温度、压力逼着“动起来”的？还有北大团队看到的“无定形冰层”就是分子排得乱七八糟的冰，跟荷兰团队说的“流动水分子”，是不是一回事？
这些问题吵归吵，但有个事儿越来越清楚，技术进步才是解开谜题的关键。
以前没好显微镜，法拉第只能靠猜，后来有了分子动力学模拟，荷兰团队能算出水分子咋“牵手”，现在有了一氧化碳针尖显微镜，北大团队才能直接“看见”原子。
科学这东西就是这样。
170年前法拉第捏冰块的时候，肯定想不到今天有人能给冰表面的原子拍“身份证照”。
但正是这种一代代人“猜-吵-证”的折腾，才让咱们离真相越来越近。
现在这事儿还没完。
科学家们正盯着极地冰川、超低温实验室里的冰，想看看极端环境下这层“预融层”会不会变样。
说不定以后搞新材料，比如超级润滑剂，还能从冰这儿偷点师呢。
说到底，冰为啥滑这个问题，吵了170多年，现在总算摸到点门道，冰表面那层“预融层”，就是让它滑溜溜的关键。
温度高了，流动分子多，更滑，压力来了，分子排得乱，也更滑。
而这一切的发现，靠的是科学家们不肯放过一个小疑问的较真，还有技术一点点往前拱的耐心。
下次你再滑冰的时候，低头看看冰面，说不定能想起，你脚下那层看不见的“润滑油”，是170年科学争论的答案呢。