氷の表面はなぜ濡れる？ 氷にまつわる長年の謎を解明・・・

研究成果のポイント
・研究グループ独自の光学顕微鏡を駆使し，長年の謎であった氷の表面融解のメカニズムを解明。
・これまで見逃されてきた擬似液体層※1 の新たな生成ルートが明らかに。

研究成果の概要
氷の表面は氷点下にあっても擬似液体層と呼ばれる非常に薄い水膜で濡れています。この現象は氷の表面融解として150 年以上前から知られていますが,そのメカニズムは今なお謎に包まれています。本研究では独自の光学顕微鏡を駆使し，擬似液体層が様々な温度，水蒸気圧下でどのように生成・消失し，氷表面を濡らしているのかについて詳細な観察を行いました。その結果，従来の定説に反し，水はそれ自身の固体である氷を完全に濡らすことができないこと，それゆえ，擬似液体層は平衡状態※2 では安定に存在できず，蒸発してしまうことが分かりました。一方で，氷表面がある一定の氷の成長条件もしくは昇華条件を満たしたときのみ，擬似液体層が生成されることも突き止めました。この結果は，擬似液体層が水蒸気から氷へと相変化する過程（もしくはその逆）で過渡的に生み出される中間状態であることを強く示唆します。本研究成果は，長年の謎であった氷の表面融解を引き起こすメカニズムを新たに解き明かすと同時に，他の結晶表面における表面融解を理解するための普遍的枠組みを与えるものと言えます。

（以下略）