德國的研究人員挑戰了一個存在了兩百年的假設，揭示了壓力和摩擦並不是讓冰面變得滑的真正原因，這一點與全球各地的物理課堂上長期以來的教學相悖。這項研究由薩爾蘭大學的材料模擬教授馬丁·穆瑟（Martin Müser）博士領導，該團隊的物理學家發現，分子偶極才是真正讓人類、動物甚至機械在冰面上失去平衡的原因。
這一見解顯然顛覆了近兩個世紀前，由英國著名數學家開爾文勳爵的兄弟詹姆斯·湯姆遜（James Thompson）所建立的範式。他當時提出，除了溫度外，壓力和摩擦也會促進冰的融化。穆瑟指出，「事實上，壓力和摩擦在形成冰面上那層薄薄的液體層中並沒有特別重要的作用。」
穆瑟及其同事，包括計算材料科學家阿赫拉夫·阿提拉（Achraf Atila）博士和薩爾蘭大學的博士後物理研究員謝爾蓋·蘇霍姆林諾夫（Sergey Sukhomlinov）博士，強調了對於為何冰變得滑的解釋，世世代代都集中在壓力和摩擦上。他們補充說，在冰冷的冬季人行道上，人們長期以來相信，體重和鞋底的溫度結合產生的壓力足以融化冰的表面，最終導致滑倒。
然而，根據他們最新的研究，實際上是冰中的分子偶極和接觸表面（如鞋底）中的分子偶極之間的相互作用，破壞了冰的結構，讓其變得滑溜。團隊使用先進的計算機模擬來挑戰這一長期存在的信念，結果顯示，由於分子內原子之間電子的不均勻共享所產生的分子偶極，是形成這層滑溜液體的主要驅動力。科學家解釋說，當一個分子具有部分正電和部分負電的區域時，會形成分子偶極，這讓該分子整體具有特定方向的極性。
在研究中，團隊還詳細探討了冰是如何形成的。低於冰點時，水分子會組織成一種堅固的晶體格子，並排列成高度有序的模式，使冰呈現出固體和結構化的形態。當一個人踩上冰面時，並不是壓力或摩擦使其變得滑，而是鞋底中的分子偶極與冰中分子偶極之間的相互作用，瞬間破壞了原本有序的晶體結構，使冰變得不穩定且滑溜。穆瑟進一步闡述道，「在三維空間中，這些偶極之間的相互作用變得‘受挫’。」這是指物理學中一種競爭力量妨礙穩定有序結構的概念。
在冰和鞋底的界面上，這種微觀層面的受挫會破壞晶體格子，使其變得無序、非晶，甚至最終變成液體。更令人驚訝的是，這項研究還推翻了另一個廣泛的誤解，即在-40攝氏度以下滑雪幾乎是不可能的，因為太冷而無法在滑雪板下形成薄薄的潤滑液膜。穆瑟在新聞稿中表示，「這一點也被證明是錯誤的。」他解釋說，即使在極低的溫度下，偶極之間的相互作用仍然存在。值得注意的是，即使在接近絕對零度的情況下，冰和滑雪板之間仍然會形成液膜，這層液膜在這種溫度下比蜂蜜更厚，幾乎無法辨認為水，並且黏稠度過高，不適合滑雪，但它仍然存在。這項研究已發表在《物理評論快報》（Physical Review Letters）上。
