几个世纪以来，人们一直认为冰之所以滑，是因为压力和摩擦融化了一层薄薄的水膜。但萨尔大学的一项新研究表明，这一由来已久的解释是错误的。事实上，这种滑性源于冰与鞋或滑雪板等表面之间分子偶极子的微妙相互作用。这些微观电作用力扰乱了冰的晶体结构，即使在接近绝对零度的温度下也能形成一层薄薄的液态层。这一发现推翻了近200年的科学认知，对物理学和冬季运动都具有广泛的影响。
缪瑟（Müser）教授及其同事阿赫拉夫·阿蒂拉（Achraf Atila）和谢尔盖·苏霍姆利诺夫（Sergey Sukhomlinov）的这一见解，推翻了近两个世纪前由开尔文勋爵的兄弟詹姆斯·汤普森（James Thompson）建立的一个范式，后者曾提出压力和摩擦与温度共同导致冰的融化。
“事实证明，压力和摩擦在冰面薄液层的形成中并没有起到特别重要的作用，”马丁·缪瑟解释道。相反，该团队的计算机模拟显示，分子偶极子是这一湿滑层形成的关键驱动因素，正是这层湿滑层经常导致我们在冬天失去平衡滑倒。但偶极子究竟是什么？当分子具有部分正电荷和部分负电荷区域时，就会产生分子偶极子，从而赋予分子指向特定方向的整体极性。
为了更好地理解这一过程，了解冰的结构会有所帮助。在零摄氏度以下，水分子（H2O）排列成高度有序的晶格，分子彼此整齐排列，形成固态的晶体结构。当有人踩在这个有序结构上时，破坏顶层分子的并不是鞋子产生的压力或摩擦，而是鞋底中的偶极子取向与冰中偶极子的相互作用。原本有序的结构突然变得无序。“在三维空间中，这些偶极子-偶极子相互作用变得‘受挫’，”缪瑟说道，他指的是物理学中的一个概念，即竞争力阻止系统达到完全有序的稳定构型。在微观层面上，冰中的偶极子与鞋底材料中的偶极子之间的作用力破坏了冰与鞋子界面处有序的晶体结构，导致冰变得无序、非晶态，并最终变为液体。
除了推翻近200年的公认知识外，该团队的研究还纠正了另一个误解。“直到现在，人们一直认为在-40°C以下滑雪是不可能的，因为温度太低，滑雪板下无法形成薄薄的润滑液膜。事实证明，这也是不正确的，”缪瑟教授解释道。
“偶极子相互作用在极低温度下依然存在。值得注意的是，在冰与滑雪板的界面处仍会形成一层液膜——即使在接近绝对零度时也是如此，”缪瑟说。然而，在如此低的温度下，这层液膜比蜂蜜还要粘稠。我们几乎无法将其辨认出水，在上面滑雪也几乎是不可能的——但这层液膜确实存在。
对于那些因冬天滑倒摔伤而正在养伤的人来说，是压力、摩擦还是偶极子造成的并不重要。但对于物理学而言，这种区分至关重要。萨尔兰研究团队的这一发现所蕴含的意义仍在显现，科学界正在予以关注。