Lo strato più esterno di ghiaccio si comporta come acqua liquida, anche ad una temperatura di –30°C. I fisici di AMOLF lo hanno dimostrato inconfutabilmente utilizzando una moderna tecnica di misurazione sensibile alla superficie. A temperature più basse, però, lo strato d'acqua diventa sempre più sottile. I ricercatori riportano i loro risultati sulla rivista Angewandte Chemie .

Uno dei motivi per cui il ghiaccio è così scivoloso è che lo strato più esterno è più simile a un liquido che a un solido. I ricercatori di Amsterdam hanno ora dimostrato sperimentalmente che la superficie del ghiaccio ha le stesse caratteristiche dell'acqua liquida, anche a –30°C. Questo sottile strato d'acqua spiega anche perché due cubetti di ghiaccio possono congelarsi insieme quando entrano in contatto, cosa che non accade con altri materiali.

I ricercatori di AMOLF Wilbert Smit e Huib Bakker hanno studiato la forza dei legami tra le molecole d'acqua nello strato superiore del ghiaccio. Essendo la superficie molto sottile, hanno usato una tecnica sensibile in grado di visualizzare il comportamento delle sole molecole più esterne della superficie. Negli sforzi precedenti, l'apparecchiatura di misurazione non è stata in grado di distinguere tra lo strato superiore e il resto del ghiaccio.

I due ricercatori hanno scoperto che lo strato liquido più esterno diventava sempre più sottile man mano che la temperatura scendeva, da quattro strati molecolari a –3°C a due strati molecolari a –30°C. Man mano che il ghiaccio si raffredda ulteriormente, anche lo strato più esterno alla fine si congela. Questo è uno dei motivi per cui il ghiaccio diventa meno scivoloso a temperature inferiori a –30°C. In quelle circostanze, pattinare sul ghiaccio diventa sempre più difficile.

I ricercatori hanno utilizzato una tecnica avanzata chiamata spettroscopia di generazione di frequenza somma. Questa tecnica permette di registrare il comportamento della superficie in modo molto specifico, senza trasmettere alcuna informazione sull'area sottostante. Se la superficie è illuminata con due fasci di luce intensa di laser molto rapidi (femtosecondi), poi, nelle giuste condizioni, i due fasci di luce interagiscono solo con le molecole sulla superficie. Questo produce un raggio di luce di un colore diverso. Il colore e l'intensità di questo raggio contengono informazioni dettagliate sulla struttura molecolare della superficie.