Fenomena Sains di Balik Licinnya Es

KOMPAS.com - Es adalah benda yang sehari-hari kita temui dalam bentuk kubus di dalam kulkas ternyata menyimpan keajaiban lain yang begitu memikat dalam dunia olahraga.

Salah satu kegiatan yang mewakili indahnya perpaduan antara keindahan dan olahraga adalah ice skating atau bermain seluncur es.

Keunikan utama dari kegiatan ini terletak pada permukaan es yang begitu licin mengundang para penggemar olahraga ini untuk menari dan bermain dengan leluasa di atasnya.

Namun, misteri yang mendasari mengapa es begitu licin ini terus menjadi daya tarik bagi peneliti.

Lantas, mengapa es memiliki sifat licin?

Es yang meleleh menciptakan pelumas

Dilansir dari Phys.org, Rabu (6/12/2023), para peneliti melakukan simulasi komputer untuk menginvestigasi bagaimana benda padat meluncur di atas permukaan es dalam skala atom.

Studi yang dipublikasikan di Proceedings of the National Academy of Science 2022, peneliti menemukan bahwa ketika benda padat bersentuhan dengan permukaan es akan terjadi pelelehan yang membentuk lapisan pelumas.

Lapisan pelumas ini memiliki kemampuan untuk bertahan lama terutama ketika diberikan beban dan gesekan yang lebih besar.

"Prinsip utama dari sifat es yang licin adalah fenomena pencairan permukaan yang dikemukakan oleh Faraday," kata ahli kimia UCM.

"Pencairan bertahap karena tekanan sejalan dengan hipotesis Thomson dan pencairan karena gesekan seperti yang dikemukakan oleh Bowden," sambungnya.

Lukasz Baran, peneliti studi menambahkan bahwa kombinasi faktor-faktor ini menciptakan lapisan pelumasan pada permukaan es yang dapat memperbaiki dirinya sendiri.

Pergerakan molekul air penyebab es licin

Penelitian lainnya yang dipublikasikan dalam Journal of Chemical Physics 2018, peneliti menemukan bahwa es yang licin disebabkan oleh pergerakan molekul air, dikutip dari Live Science, Rabu (6/12/2023).

Es memiliki susunan kristal yang sangat teratur dan rapi di mana setiap molekul air dalam kristal terhubung dengan tiga molekul lainnya.

Namun, molekul-molekul yang berada di permukaan hanya dapat terikat pada dua molekul lainnya.

Kekuatan ikatan yang sangat lemah pada struktur kristal memungkinkan molekul-molekul permukaan ini untuk berjatuhan, menempel, dan melepaskan diri ke berbagai lokasi pada kristal ketika mereka bergerak.

Meskipun tergelincir di atas es disebabkan oleh pergerakan molekul air, lapisan ini tidak sama dengan lapisan air. Sifat licinnya terjadi pada suhu jauh di bawah titik beku air membuatnya mirip dengan gas.

Martin Truffer dari Universitas Alaska Fairbanks menyatakan bahwa yang unik bukanlah sifat esnya, tetapi hubungan kita dengan es tersebut.

Truffer menjelaskan bahwa es adalah satu-satunya material yang memiliki fase gas, fase cair, dan fase padat dalam kisaran iklim normal.

Pada suhu sangat rendah, seperti minus 4,4 derajat Celcius es tidak licin karena molekul di permukaan memiliki sedikit energi untuk membentuk ikatan.

Menurut penelitian mereka, suhu optimum untuk kelicinan maksimum adalah sekitar minus 7,22 derajat Celsius. Ternyata suhu ini telah digunakan dalam arena ice skating.