Waarom is ijs glad?

Een laagje water

Waarom is ijs glad? Ook in de 19^de eeuw bogen wetenschappers zich al over de vraag. Zoals de natuurkundige Michael Faraday (Yep, de man waarnaar de Kooi van Faraday vernoemd is). Volgens hem lag het aan het laagje water dat op het ijs ligt. 

Lang dacht men dat dat water ontstond door de wrijving tussen je schoen of schaats met het ijs, wat warmte afgeeft en het ijs dus doet smelten. En dat vloeibaar laagje zorgt dan voor smering. Maar recent toonden ze in het Nederlandse onderzoekscentrum AMOLF aan dat er eigenlijk altijd een laagje water op het ijs ligt. De bovenste laag bevriest namelijk niet. Dat altijd aanwezige waterlaagje vermindert de wrijving, waardoor het ijs glad is.

Een laagje gas

Nu horen we je denken: een ijsplek is toch gladder dan een regenplas, dan kan water toch niet de reden voor de gladheid zijn? Toch wel, want het flinterdunne laagje water op het ijs gedraagt zich niet zoals gewoon water. Dat ontdekten de Nederlandse wetenschapsbroers Daniel en Mischa Bonn. De bovenste waterige ijslaag gedraagt zich eerder als een soort tweedimensionaal gas. Vergelijk het met een vloer waarop allemaal knikkers liggen. Die kunnen onafhankelijk van elkaar rollen, zoals gasmoleculen dat ook doen. En over zo’n vloer glijd je héél gemakkelijk uit.

Een laagje olie

Toch bieden ook die rollende gasachtige moleculen niet het volledige antwoord. Want als je schaatst bijvoorbeeld, snij je veel dieper in het ijs dan alleen in de bovenste laag. Franse onderzoekers bekeken in detail wat er gebeurt met het waterlaagje als je een object over het ijs beweegt. Door de schurende beweging komen er ijsschilfers los. Dat mengsel van vloeibaar water en stukjes ijs wordt eerder stroperig, zoals olie, wat het oppervlak glibberig maakt.

Besluit

De gladheid van ijs is dus een combinatie van meerdere factoren — van het laagje water tot de rollende moleculen in de bovenste laag. Allemaal samen zorgen ze voor de perfecte ondergrond om vrolijk te glibberen en te glijden.