Sumber ilustrasi: Unsplash
21 Januari 2026 09.50 WIB – Umum
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Desanomia [21.01.2026] Es dikenal sebagai permukaan yang sangat licin dan telah menjadi bagian dari pengalaman manusia sehari-hari, baik saat berjalan di musim dingin, mengemudi di jalan bersalju, maupun bermain seluncur es. Fenomena ini sudah lama diamati dan diterima sebagai fakta, namun penyebab fisik di balik kelicinan es tidak pernah sepenuhnya dipahami.
Selama bertahun-tahun, penjelasan umum menyebutkan bahwa es licin karena adanya lapisan air tipis di permukaannya. Lapisan ini diyakini berfungsi sebagai pelumas yang mengurangi gesekan antara es dan benda di atasnya. Pengetahuan ini menjadi dasar bagi banyak teori ilmiah sejak abad ke-19.
Meski demikian, teori lapisan air tersebut menyisakan banyak pertanyaan. Es tetap licin bahkan pada suhu yang sangat rendah, ketika air seharusnya tidak dapat bertahan dalam bentuk cair. Kondisi ini menunjukkan bahwa mekanisme lain mungkin berperan dalam menentukan sifat licin es.
Ketidaksesuaian antara teori lama dan pengamatan di lapangan mendorong para ilmuwan untuk meninjau kembali asumsi dasar tentang perilaku es. Penelitian terbaru kini memberikan pemahaman baru yang lebih mendalam tentang sifat es pada tingkat molekuler.
Upaya menjelaskan kelicinan es telah dimulai sejak pertengahan abad ke-19. Michael Faraday menunjukkan bahwa dua balok es yang diletakkan bersentuhan dapat menyatu karena adanya lapisan air tipis di permukaannya. Air tersebut kemudian membeku kembali ketika kedua balok bersentuhan. Temuan ini memperkuat gagasan bahwa air berperan penting dalam perilaku permukaan es.
Beberapa tahun kemudian, James Thomson mengemukakan bahwa tekanan dapat menurunkan titik leleh es, sama seperti panas. Berdasarkan perhitungan matematis, tekanan dari sepatu atau bilah seluncur dianggap mampu mencairkan sebagian kecil es dan membentuk lapisan air yang licin.
Namun, pendekatan ini menghadapi masalah besar. Tekanan yang dihasilkan oleh berat tubuh manusia ternyata tidak cukup untuk mencairkan es dalam jumlah yang memadai. Untuk mencapai efek tersebut, seluruh berat badan harus difokuskan pada area yang sangat kecil, jauh lebih kecil dari luas kontak alas kaki.
Pada tahun 1939, teori baru mencoba menggabungkan efek tekanan dan panas akibat gesekan. Dalam pandangan ini, panas yang dihasilkan oleh gesekan antara benda dan es dianggap mampu mencairkan lapisan permukaan. Akan tetapi, teori ini juga tidak sepenuhnya menjawab fenomena kelicinan es pada suhu yang jauh di bawah titik beku.
Kemajuan baru muncul pada tahun 2024 ketika peneliti menemukan bahwa cacat mikro pada permukaan es dapat menciptakan lapisan air yang sangat tipis. Lapisan ini terbentuk bahkan pada suhu ekstrem. Meski demikian, ketebalannya dinilai belum cukup untuk menjelaskan tingkat kelicinan es yang sebenarnya.
Terobosan terbaru datang dari tim ilmuwan material di Jerman yang mempelajari es melalui simulasi komputer berskala molekuler. Pendekatan ini memungkinkan pengamatan perubahan struktur es yang tidak dapat dilihat secara langsung melalui eksperimen konvensional.
Es merupakan kristal, dengan molekul-molekul air tersusun rapi dalam pola teratur. Setiap molekul memiliki muatan listrik kecil yang membuatnya sejajar seperti magnet, membentuk struktur kristal yang stabil dan kuat.
Ketika permukaan lain seperti sepatu, ban, atau bilah seluncur menyentuh es, interaksi listrik antara molekul-molekul tersebut mulai terganggu. Molekul di lapisan atas es tertarik dan terdorong keluar dari posisi teraturnya.
Gangguan ini menyebabkan struktur kristal es menjadi tidak stabil, sebuah kondisi yang dikenal sebagai “frustrasi” dalam ilmu material. Dalam keadaan ini, es tidak mencair karena panas, tetapi kehilangan keteraturan kristalnya.
Molekul-molekul yang terganggu tersebut kemudian berperilaku seperti cairan dan membentuk lapisan tipis menyerupai air di permukaan es. Lapisan inilah yang menurunkan gesekan dan membuat es menjadi licin, bahkan pada suhu yang mendekati nol mutlak.
Simulasi menunjukkan bahwa semakin besar gaya geser yang diberikan, semakin mudah struktur kristal es terganggu. Fenomena ini menjelaskan mengapa es tetap licin meskipun tidak terjadi pencairan secara konvensional.
Efek serupa juga ditemukan pada material lain seperti silikon dan berlian. Namun, pada es, tekanan justru mempermudah perubahan ke kondisi mirip cairan, sementara pada berlian tekanan membuat permukaan semakin tahan terhadap gesekan.
Penelitian terbaru menunjukkan bahwa kelicinan es disebabkan oleh gangguan struktur kristalnya pada tingkat molekuler, bukan semata-mata oleh panas atau tekanan. Interaksi antara es dan permukaan lain mengacaukan susunan molekul air, menciptakan lapisan tipis dengan sifat menyerupai cairan yang mengurangi gesekan.
Temuan ini menyelesaikan perdebatan ilmiah yang telah berlangsung lebih dari dua abad dan memperkaya pemahaman tentang perilaku material padat. Meskipun demikian, dari sudut pandang praktis, cara paling efektif untuk mencegah terpeleset di atas es tetap bergantung pada peningkatan daya cengkeram antara alas kaki dan permukaan es.
Diolah dari artikel:
“Scientists finally know why ice is so slippery” oleh Elizabeth Fernandez.
Note: This article was made as part of a dedicated effort to bring science closer to everyday life and to inspire curiosity in its readers.
Link: https://www.snexplores.org/article/why-ice-is-slippery
