Peneliti Jerman Membalikkan Teori Klasik Soal Es

Selama hampir 200 tahun, kita diajarkan bahwa es licin karena tekanan atau gesekan, tapi riset terbaru dari Jerman membalikkan teori klasik itu.

Foto Ilustrasi: viarprodesign/Freepik

Ringkasan

• Es jadi licin bukan karena tekanan atau gesekan, melainkan interaksi dipol molekul.
• Lapisan licin tetap terbentuk bahkan di suhu ekstrem mendekati nol absolut.
• Temuan ini mengguncang teori lama yang sudah diajarkan selama dua abad.

MARTIN Müser, profesor simulasi material di Saarland University dan timmnya membuktikan lewat simulasi komputer canggih bahwa ketika kita menginjak es, bukan tekanan atau panas gesekan yang membuatnya licin. 

Yang terjadi adalah interaksi antara molekul dipol pada es dan dipol pada benda yang menyentuhnya (misalnya sol sepatu atau pisau sepatu luncur). Interaksi ini merusak keteraturan kristal es dan menghasilkan lapisan tipis yang licin.

Teori lama yang dipopulerkan oleh James Thompson (saudara matematikawan Lord Kelvin) sejak abad ke-19 mengatakan bahwa berat tubuh atau gesekan cukup untuk mencairkan es. 

Itulah yang selama ini diajarkan di sekolah-sekolah. Namun, penelitian baru yang terbit di Physical Review Letters menunjukkan bahwa tekanan dan gesekan tidak punya peran signifikan dalam membuat lapisan licin itu.

Lalu, apa itu molecular dipoles? Sederhananya, dipol muncul ketika elektron dalam suatu molekul tidak terbagi rata, sehingga molekul memiliki “sisi positif” dan “sisi negatif”. 

Saat dua permukaan dengan dipol bersentuhan (contohnya es dan sepatu), struktur kristal es jadi terganggu. Gangguan ini membuat lapisan di permukaan es berubah jadi amorf (tidak teratur), lalu membentuk cairan tipis yang menyebabkan licin.

Yang lebih mengejutkan, fenomena ini tetap terjadi di suhu sangat dingin, bahkan mendekati nol absolut (-273°C). 

Meski lapisan cair yang terbentuk jadi sangat kental seperti madu beku (sehingga tidak praktis untuk olahraga salju), lapisan itu tetap ada. 

Artinya, kepercayaan lama bahwa skiing mustahil dilakukan di bawah -40°C karena tidak ada lapisan licin juga keliru.

Temuan ini bukan hanya mematahkan teori lama, tapi juga membuka pintu baru dalam fisika antarmuka padat-cair. Pemahaman tentang bagaimana molekul berinteraksi bisa bermanfaat, misalnya untuk:

• Mendesain ban atau sol sepatu yang lebih aman di permukaan es.
• Meningkatkan teknologi olahraga musim dingin seperti skating atau skiing.
• Mengembangkan penelitian material super licin untuk industri mesin.

Bisa dibilang, es licin bukan lagi sekadar soal “terpeleset di jalanan musim dingin”, tapi juga jendela untuk memahami fisika modern.

Disadur dari Interesting Engineering