La respuesta está en una película de agua que se genera por fricción, una que es mucho más delgada de lo esperado y mucho más viscosa que el agua habitual debido a su parecido con los "conos de nieve" de hielo triturado que bebemos durante el verano. Este fenómeno fue demostrado recientemente por investigadores del CNRS y ENS-PSL, con el apoyo de la École polytechnique, en un estudio que apareció en Revisión física X el 4 de noviembre 2019.

La naturaleza "resbaladiza" del hielo se atribuye generalmente a la formación de una fina capa de agua líquida generada por la fricción. lo que, por ejemplo, permite a un patinador "surfear" sobre esta película líquida. Las propiedades de esta fina capa de agua nunca se habían medido antes:su espesor seguía siendo en gran parte desconocido, mientras que sus propiedades, e incluso su misma existencia, fueron objeto de debate. Y lo que es más, Dado que se sabe que el agua líquida es un lubricante deficiente, ¿Cómo podría esta película líquida reducir la fricción y hacer que el hielo sea resbaladizo?

Para resolver esta paradoja, investigadores del Laboratoire de physique de l'ENS (CNRS / ENS-PSL / Sorbonne Université / Université de Paris), en colaboración con un equipo del Laboratoire d'hydrodynamique (LadHyX, CNRS / École polytechnique), desarrolló un dispositivo equipado con un diapasón, similar a los que se usan en la música, que puede "escuchar" las fuerzas que actúan durante el deslizamiento del hielo con notable precisión. A pesar del tamaño del instrumento, que mide unos centímetros, es lo suficientemente sensible para sondear el hielo y analizar las propiedades de la fricción a escala nanométrica.

Gracias a su dispositivo único, los científicos pudieron demostrar claramente por primera vez que la fricción sí genera una película de agua líquida. Sin embargo, esta película ofreció una serie de sorpresas:con un grosor de unos pocos cientos de nanómetros a una micra, o una centésima parte del grosor de un mechón de cabello, es mucho más delgado de lo que habían sugerido las estimaciones teóricas. Aún más inesperado, esta película no es en absoluto "agua simple, "pero se compone de agua viscosa como el aceite, con propiedades viscoelásticas complejas. Este comportamiento inesperado sugiere que el hielo de la superficie no se transforma completamente en agua líquida, pero en cambio termina en un estado mixto similar a "conos de nieve, "una mezcla de agua helada y hielo triturado. El misterio del deslizamiento sobre el hielo se puede encontrar, por tanto, en la naturaleza" viscosa "de esta película de agua.

Estos resultados muestran que se necesita una revisión completa de las descripciones teóricas que se han propuesto para describir la fricción en el hielo. Las propiedades inusuales del agua de deshielo son un factor clave que no se ha tenido en cuenta hasta ahora. Esto ayudará a comprender mejor el fenómeno del deslizamiento del hielo, en deportes de invierno, por ejemplo, y también ayudará a proponer soluciones innovadoras para aumentar la fricción con el fin de evitar derrapes en carreteras heladas.