STMは、材料の表面上の鋭い先端をスキャンして、表面の3次元画像を作成することを伴います。先端は非常に鋭く、個々の原子を検出できるため、結果の画像を使用して表面上の原子の配置を決定できます。
氷のSTM画像は、氷の表面が肉眼で見えるほど滑らかではないことを明らかにしました。代わりに、それは小さな隆起と尾根で覆われており、これは水分子の配置方法によって引き起こされます。
水分子が凍結すると、分子が通常のパターンに配置された結晶構造を形成します。しかし、氷の構造は完全ではなく、結晶格子に欠陥があることがよくあります。これらの欠陥は、氷の表面に小さな隆起と尾根を作り、滑りやすく感じることができます。
氷の滑りやすさは、水分子が表面と相互作用する方法によっても影響を受けます。水分子が氷と接触すると、表面に液体水の薄い層を形成できます。この水層は潤滑剤として機能し、氷と他の物体の間の摩擦を減らすことができます。
この研究の結果は、氷の原子レベルの構造と、それが氷の滑りやすさにどのように寄与するかをよりよく理解することを提供します。この知識は、滑りに耐性がある、または他の望ましい特性を持つ新しい材料の開発につながる可能性があります。
氷の滑りやすさを理解するための意味に加えて、この研究は、原子レベルで他の材料の構造を研究するための新しいツールも提供します。 STMは、さまざまな材料の表面を画像化するために使用でき、結果はその特性と行動を理解するために使用できます。
