اكتشاف علمي رائد: باحثون يكشفون أسرار بنية سطح الجليد قبل الذوبان بتقنيات متطورة

في إنجاز علمي بارز، نجح فريق دولي من جامعات ومراكز بحثية حول العالم في الكشف عن تفاصيل دقيقة للطبقة شبه السائلة التي تتشكل على سطح الجليد قبيل ذوبانه. ويُعد هذا الاكتشاف بمثابة إعادة تعريف للفهم العلمي لسلوك الجليد على المستوى الجزيئي.

على الرغم من أن هذه الطبقة ظاهرة طبيعية معروفة منذ القرن التاسع عشر، إلا أن بنيتها الدقيقة ظلت لغزاً محيراً للعلماء. ووفقاً لدراسة حديثة نُشرت في مجلة Physical Review X العلمية الأمريكية، أكد الفريق البحثي أنهم اعتمدوا على تقنيات متطورة جمعت بين صور مجهر القوة الذرية ومحاكاة الديناميكيات الجزيئية المدعومة بالتعلم الآلي. وقد أتاحت لهم هذه المنهجية إعادة بناء البنية السطحية للجليد بدقة غير مسبوقة، وتحديد مرحلة وسيطة تسبق تشكل الطبقة شبه السائلة، وهي ما تُعرف بـ«الطبقة اللابلورية».

وأفادت الدراسة بأن الطبقة اللابلورية تتميز بترتيب غير منتظم لجزيئات الماء ضمن نطاق حراري يتراوح بين 121 و180 كلفن. كما تتسم هذه الطبقة بشبكة روابط هيدروجينية مضطربة وسلوك ديناميكي يميل إلى الصلابة أكثر من السيولة، مما يجعلها مرحلة انتقالية حاسمة قبل ظهور الطبقة شبه السائلة المعروفة.

وأوضح الباحثون أن هذه النتائج تحمل إمكانات كبيرة لتحسين نماذج فهم الاحتكاك والانزلاق على الأسطح المتجمدة، بالإضافة إلى إثراء تفسير التفاعلات الكيميائية التي تحدث على الجليد في البيئة الطبيعية. ومن شأن ذلك أن يسهم في تطبيقات علمية وبيئية وصناعية متعددة.

ويُعتبر هذا الإنجاز خطوة محورية نحو تعميق فهمنا لسطح الجليد وسلوكه على المستوى الجزيئي، مما قد يفتح آفاقاً بحثية جديدة في مجالات الفيزياء والكيمياء والبيئة. كما سيساهم في تطوير نماذج أكثر دقة لتفسير ظواهر الاحتكاك والانزلاق على الأسطح المتجمدة، وتحسين التطبيقات الصناعية والعلمية المتعلقة بالتجميد والمواد المتجمدة.