Capire perché il ghiaccio è scivoloso è stato per secoli argomento di ricerca scientifica, con varie teorie che tentavano di spiegare il fenomeno. Mentre le spiegazioni tradizionali si sono concentrate su fattori come lo scioglimento del ghiaccio sotto pressione, studi recenti hanno gettato nuova luce sulla complessità di questo fenomeno apparentemente semplice. Ecco alcuni nuovi approcci degni di nota per comprendere la scivolosità del ghiaccio:

1. Strato quasi liquido:

Uno sviluppo importante nella comprensione della scivolosità del ghiaccio è il concetto di strato quasi liquido (QLL). Questo strato, che esiste sulla superficie del ghiaccio a contatto con oggetti più caldi (come la lama di un pattino o un piede umano), è composto da molecole d'acqua che sono più mobili e meno ordinate di quelle del ghiaccio sfuso. La bassa resistenza al taglio di questo strato consente un attrito ridotto, con conseguente scivolosità caratteristica del ghiaccio.

2. Pressione di disgiunzione:

Un altro fattore chiave che contribuisce alla scivolosità del ghiaccio è la pressione di disgiunzione. Questa pressione è dovuta all'interazione delle molecole d'acqua all'interfaccia tra il ghiaccio e una superficie solida. Quando due superfici solide si avvicinano sul ghiaccio, le molecole d'acqua tra di loro subiscono una forza repulsiva, creando un sottile strato d'acqua che riduce ulteriormente l'attrito e aumenta la scivolosità.

3. Ruolo della rugosità superficiale:

Recenti ricerche hanno evidenziato l'influenza della ruvidità superficiale sulla scivolosità del ghiaccio. Contrariamente alla credenza comune, si è riscontrato che una maggiore rugosità può effettivamente aumentare la scivolosità, poiché crea più area superficiale per la formazione dello strato quasi liquido e aumenta la pressione di disgiunzione. Questa conoscenza ha implicazioni per la progettazione dei pattini da ghiaccio e di altre attrezzature utilizzate su superfici ghiacciate.

4. Dipendenza dalla temperatura e dalla pressione:

La scivolosità del ghiaccio non è costante ma dipende piuttosto dalla temperatura e dalla pressione. Gli studi hanno dimostrato che il ghiaccio diventa più scivoloso all’aumentare della temperatura, poiché aumenta la mobilità delle molecole d’acqua, portando a uno strato quasi liquido più spesso. D'altra parte, l'aumento della pressione ha l'effetto opposto, riducendo la scivolosità inibendo la formazione dello strato quasi liquido.

5. Indagini nanotribologiche:

La nanotribologia, che si occupa dell’attrito su scala nanometrica, ha fornito informazioni sui meccanismi microscopici della scivolosità del ghiaccio. Utilizzando la microscopia a forza atomica e altre tecniche avanzate, i ricercatori hanno osservato il comportamento delle singole molecole d'acqua sulle superfici del ghiaccio, facendo luce sulle interazioni sottostanti che governano l'attrito e la scivolosità.

Questi nuovi approcci hanno approfondito la nostra comprensione della scivolosità del ghiaccio, rivelando fenomeni e fattori complessi che contribuiscono a questa affascinante proprietà. Integrando questi risultati, gli scienziati stanno ottenendo un quadro più completo della fisica dietro la scivolosità del ghiaccio, con potenziali applicazioni in vari campi, tra cui lo sport, l’ingegneria e i trasporti.