Une équipe de physiciens affiliés à plusieurs institutions chinoises a découvert la raison du caractère glissant de la glace. Dans leur étude, publiée dans la revue Nature , le groupe a utilisé la microscopie à force atomique pour observer de plus près la surface de la glace à différentes températures.

Des recherches antérieures et de nombreuses preuves anecdotiques ont montré que la glace est glissante, même lorsque les températures sont bien en dessous du point de congélation. Des recherches ont suggéré que cela était dû à un revêtement pré-fondu qui se développe à la surface et qui sert de lubrifiant.

Dans cette nouvelle étude, l'équipe de recherche a utilisé un microscope à force atomique équipé d'un atome de monoxyde de carbone sur sa pointe pour mieux observer la structure de la glace normale et son revêtement de préfusion.

Les chercheurs ont commencé par refroidir la glace à l’intérieur de la chambre du microscope à -150°C, puis ont utilisé le microscope pour examiner sa structure atomique. Ils ont pu voir que la glace interne (appelée glace Ih) et la glace à la surface étaient différentes.

La glace Ih, comme prévu, était disposée en hexagones empilés. La glace à la surface, en revanche, n’était que partiellement hexagonale. Les chercheurs ont également découvert des défauts dans la glace à la frontière entre les deux types de glace, qui se produisaient lorsque les différentes formes de glace se rencontraient.

Les chercheurs ont ensuite légèrement augmenté la température dans la chambre, ce qui a entraîné davantage de désordre à mesure que les différences de forme devenaient plus prononcées. L'équipe a ensuite créé une simulation montrant l'impact d'un tel désordre sur la surface dans son ensemble :le désordre s'étendait sur toute la surface, donnant à la glace une apparence liquide qui serait glissante si on piétinait dessus.

L’équipe de recherche explique que la raison pour laquelle leurs expériences ont été réalisées à des températures aussi basses était que le microscope devait fonctionner sous vide; des températures plus chaudes auraient conduit à la sublimation, rendant difficile l'étude de la glace au niveau atomique.

Ils notent également qu'ils prévoient de poursuivre leur étude en utilisant de courts sursauts laser pour chauffer la glace pendant de très courtes périodes, leur permettant ainsi de voir ce qui se passe dans des conditions plus chaudes.