Beeldvorming met atomaire resolutie heeft de gedetailleerde structuur van ijs onthuld en inzicht gegeven in waarom ijs zo glad is. Het onderzoek, uitgevoerd door een team van wetenschappers van de Universiteit van Cambridge en de Universiteit van Illinois in Urbana-Champaign, maakte gebruik van een techniek genaamd scanning tunneling microscopie (STM) om het oppervlak van ijs op atomair niveau in beeld te brengen.

STM omvat het scannen van een scherpe punt over het oppervlak van een materiaal om een ​​driedimensionaal beeld van het oppervlak te creëren. De punt is zo scherp dat hij individuele atomen kan detecteren, en de resulterende beelden kunnen worden gebruikt om de rangschikking van atomen op het oppervlak te bepalen.

Uit de STM-beelden van ijs bleek dat het ijsoppervlak niet zo glad is als het met het blote oog lijkt. In plaats daarvan is het bedekt met kleine bultjes en ribbels, die worden veroorzaakt door de manier waarop de watermoleculen zijn gerangschikt.

Wanneer watermoleculen bevriezen, vormen ze een kristallijne structuur, waarbij de moleculen in een regelmatig patroon zijn gerangschikt. De structuur van ijs is echter niet perfect en er zijn vaak defecten in het kristalrooster. Deze defecten veroorzaken kleine bultjes en ribbels op het oppervlak van het ijs, waardoor het glad kan aanvoelen.

De gladheid van ijs wordt ook beïnvloed door de manier waarop watermoleculen met het oppervlak interageren. Wanneer watermoleculen in contact komen met ijs, kunnen ze een dunne laag vloeibaar water op het oppervlak vormen. Deze laag water kan als smeermiddel werken, waardoor de wrijving tussen het ijs en andere voorwerpen wordt verminderd.

De bevindingen van dit onderzoek geven een beter inzicht in de structuur van ijs op atomair niveau en hoe dit bijdraagt ​​aan de gladheid van ijs. Deze kennis zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe materialen die beter bestand zijn tegen uitglijden of die andere gewenste eigenschappen hebben.

Naast de implicaties ervan voor het begrijpen van de gladheid van ijs, biedt deze studie ook een nieuw hulpmiddel voor het bestuderen van de structuur van andere materialen op atomair niveau. STM kan worden gebruikt om het oppervlak van een grote verscheidenheid aan materialen in beeld te brengen, en de resultaten kunnen worden gebruikt om hun eigenschappen en gedrag te begrijpen.