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Patinadora Yu-na Kim da Coreia do Sul
Um novo estudo contraria a teoria geralmente aceite pelos físicos, que foi inicialmente proposta no século XIX por James Thompson.
Durante quase dois séculos, os estudantes aprenderam que o gelo se torna escorregadio porque a pressão e a fricção o fazem derreter, deixando para trás uma fina película de água líquida.
Agora, uma nova investigação da Universidade de Saarland publicada na Physical Review Letters desafia esta explicação há muito aceite, sugerindo que a escorregadia do gelo se deve, na verdade, a interações moleculares na sua superfície.
O estudo, liderado pelo professor de física Martin Müser e pelos seus colegas Achraf Atila e Sergey Sukhomlinov, mostra que os dipolos moleculares, as pequenas regiões de carga positiva e negativa no interior das moléculas, desempenham o papel central. Quando uma superfície, como a sola de um sapato ou de um esqui, entra em contacto com o gelo, os dipolos do material interagem com os do gelo, rompendo a sua estrutura cristalina ordenada.
“Acontece que nem a pressão nem a fricção desempenham um papel particularmente significativo na formação da fina camada líquida no gelo”, explicou Müser. As simulações computacionais revelaram que estas interações dipolo-dipolo são os verdadeiros impulsionadores do efeito escorregadio, substituindo um modelo proposto pela primeira vez no século XIX por James Thompson, irmão de Lord Kelvin.
O gelo a temperaturas negativas é tipicamente composto por moléculas de água perfeitamente alinhadas, formando uma rede cristalina. No momento em que outro material entra em contacto, a orientação dos seus dipolos interfere com a ordem do gelo, criando uma camada desordenada na superfície que se comporta como um líquido, explica o SciTech Daily.
Este mecanismo também deita por terra outra crença antiga: a de que esquiar abaixo dos -40°C é impossível porque o frio impede a formação de uma película lubrificante. De acordo com a equipa de Müser, as interações dipolares persistem mesmo a temperaturas extremamente baixas, o que significa que ainda pode existir uma película semelhante a um líquido. A tais temperaturas, porém, a película torna-se tão viscosa que deslizar sobre ela seria praticamente impossível na prática.
A descoberta tem implicações importantes para a física, pois redefine a forma como os cientistas compreendem as interações de superfície e pode influenciar estudos futuros sobre atrito, lubrificação e ciência dos materiais.
“Para alguém que escorrega e cai no inverno, a causa pouco importa”, observou Müser. “Mas, para a física, distinguir entre pressão, atrito e interações dipolares é crucial.”
