1. Couche quasi-liquide :
Un développement important dans la compréhension de la glissance des glaces est le concept de couche quasi-liquide (QLL). Cette couche, qui existe à la surface de la glace en contact avec des objets plus chauds (comme une lame de patin ou un pied humain), est composée de molécules d'eau plus mobiles et moins ordonnées que celles de la glace en vrac. La faible résistance au cisaillement de cette couche permet de réduire le frottement, ce qui entraîne le caractère glissant caractéristique de la glace.
2. Pression de disjonction :
Un autre facteur clé contribuant au caractère glissant des glaces est la pression de disjonction. Cette pression résulte de l’interaction des molécules d’eau à l’interface de la glace et d’une surface solide. Lorsque deux surfaces solides se rapprochent sur la glace, les molécules d’eau entre elles subissent une force répulsive, créant une fine couche d’eau qui réduit encore davantage la friction et améliore la glissance.
3. Rôle de la rugosité de surface :
Des recherches récentes ont mis en évidence l’influence de la rugosité de la surface sur le caractère glissant de la glace. Contrairement à la croyance populaire, il a été constaté qu’une rugosité accrue peut en réalité accroître la glissance, car elle crée une plus grande surface pour la formation de la couche quasi-liquide et augmente la pression de disjonction. Ces connaissances ont des implications pour la conception de patins à glace et d'autres équipements utilisés sur des surfaces glacées.
4. Dépendance à la température et à la pression :
Le caractère glissant de la glace n’est pas constant mais dépend plutôt de la température et de la pression. Des études ont montré que la glace devient plus glissante à mesure que la température augmente, à mesure que la mobilité des molécules d'eau augmente, conduisant à une couche quasi-liquide plus épaisse. D’un autre côté, une pression accrue a l’effet inverse, réduisant le caractère glissant en inhibant la formation de la couche quasi-liquide.
5. Enquêtes nanotribologiques :
La nanotribologie, qui traite du frottement à l'échelle nanométrique, a permis de mieux comprendre les mécanismes microscopiques de la glissance des glaces. À l’aide de la microscopie à force atomique et d’autres techniques avancées, les chercheurs ont observé le comportement de molécules d’eau individuelles sur les surfaces de glace, mettant ainsi en lumière les interactions sous-jacentes qui régissent la friction et la glissance.
Ces nouvelles approches ont approfondi notre compréhension de la glissance des glaces, révélant des phénomènes complexes et des facteurs qui contribuent à cette propriété fascinante. En intégrant ces résultats, les scientifiques obtiennent une image plus complète de la physique derrière le caractère glissant de la glace, avec des applications potentielles dans divers domaines, notamment le sport, l'ingénierie et les transports.
