La risposta sta in un velo d'acqua che si genera per attrito, uno che è molto più sottile del previsto e molto più viscoso dell'acqua normale per la sua somiglianza con i "coni di neve" di ghiaccio tritato che beviamo durante l'estate. Questo fenomeno è stato recentemente dimostrato da ricercatori del CNRS e dell'ENS-PSL, con il sostegno dell'École polytechnique, in uno studio apparso in Revisione fisica X il 4 novembre 2019.

La natura "scivolosa" del ghiaccio è generalmente attribuita alla formazione di un sottile strato di acqua liquida generata dall'attrito, che, ad esempio, consente a un pattinatore di "navigare" sopra questo film liquido. Le proprietà di questo sottile strato d'acqua non erano mai state misurate prima:il suo spessore rimaneva in gran parte sconosciuto, mentre le sue proprietà, e anche la sua stessa esistenza, erano oggetto di dibattito. Cosa c'è di più, poiché l'acqua liquida è nota per essere un lubrificante scadente, come potrebbe questo film liquido ridurre l'attrito e rendere scivoloso il ghiaccio?

Per risolvere questo paradosso, ricercatori del Laboratoire de physique de l'ENS (CNRS/ENS-PSL/Sorbonne Université/Université de Paris), in collaborazione con un team del Laboratoire d'hydrodynamique (LadHyX, CNRS/École polytechnique), ha sviluppato un dispositivo dotato di un diapason, simile a quelli utilizzati nella musica, in grado di "sentire" le forze in azione durante il volo sul ghiaccio con notevole precisione. Nonostante le dimensioni dello strumento, che misura pochi centimetri, è abbastanza sensibile da sondare il ghiaccio e analizzare le proprietà dell'attrito su scala nanometrica.

Grazie al loro dispositivo unico, gli scienziati sono stati in grado di dimostrare chiaramente per la prima volta che l'attrito genera effettivamente un film di acqua liquida. Questo film offriva tuttavia una serie di sorprese:con uno spessore di poche centinaia di nanometri per micron, o un centesimo dello spessore di una ciocca di capelli, è molto più sottile di quanto suggerito dalle stime teoriche. Ancora più inaspettatamente, questo film non è affatto "semplice acqua, "ma consiste di acqua viscosa come l'olio, con proprietà viscoelastiche complesse. Questo comportamento inaspettato suggerisce che il ghiaccio superficiale non si trasforma completamente in acqua liquida, ma invece finisce in uno stato misto simile a "coni di neve, " un mix di acqua ghiacciata e ghiaccio tritato. Il mistero dello scivolare sul ghiaccio è quindi da ricercare nella natura "viscosa" di questo velo d'acqua.

Questi risultati mostrano che è necessaria una revisione completa delle descrizioni teoriche che sono state proposte per descrivere l'attrito sul ghiaccio. Le proprietà insolite dell'acqua di disgelo sono un fattore chiave che fino ad ora non è stato preso in considerazione. Questo aiuterà a comprendere meglio il fenomeno dello scivolamento sul ghiaccio, negli sport invernali per esempio, e contribuirà anche a proporre soluzioni innovative per aumentare l'attrito al fine di evitare lo slittamento su strade ghiacciate.