他們感覺到靠近表面的分子的行為與冰深處的分子不同。冰是一種晶體，這意味著每個水分子都被鎖定在周期性晶格中。然而，在表面，水分子與之結合的鄰居較少，因此比固體冰具有更多的運動自由度。在這個所謂的預熔化層中，顆粒很容易被溜冰鞋、滑雪板或鞋子所取代。
如今，科學家們普遍認為預熔層的存在，至少在熔點附近，但對其在冰滑性中的作用存在分歧。
幾年前，馬德里康普頓斯大學的物理學家路易斯·麥克道爾和他的同事進行了一系列模擬，以確定壓力、摩擦或預融化這三種假設中哪一種最能解釋冰的光滑性。 “在計算機模擬中，你可以看到原子移動，”他說——這在真實的實驗中是不可能的。 “你實際上可以觀察這些原子的鄰居”，看看它們是否週期性地間隔開，如在固體中，或者無序，如在液體中。
他們觀察到，正如預融化理論所預測的那樣，他們的模擬冰塊確實塗有一層只有幾個分子厚的液體。當他們模擬重物在冰表面滑動時，冰層變厚，這與壓力理論一致。最後，他們研究了摩擦加熱。在冰的熔點附近，預熔層已經很厚，因此摩擦加熱對其沒有顯著影響。然而，在較低的溫度下，漂流物體產生的熱量使冰融化並使冰層變厚。
麥克道爾說：“我們的信息是：所有三個有爭議的案件都在某種程度上同時發生。”
案例4：非晶化
或者也許表面融化並不是冰滑的主要原因。
最近，德國薩爾大學的一組研究人員提出了反對所有三種流行理論的論點。首先，為了使壓力足夠高以融化冰面，滑雪板和冰之間的接觸面積必須“小得不合理”，他們寫道。其次，對於以實際速度移動的滑雪板，實驗表明摩擦產生的熱量不足以導致融化。第三，他們發現在極低的溫度下，即使沒有預融化層，冰仍然很滑。 （表面分子仍然缺乏鄰居，但在低溫下，它們沒有足夠的能量來克服與固體冰分子的強鍵。）“因此，冰的光滑性要么來自所有這些或其中一些分子的組合，要么還有其他我們還不知道的東西，”材料科學家阿什拉夫說。
科學家們在鑽石等其他物質的研究中尋找替代解釋。寶石拋光師根據經驗早已知道，鑽石的某些側面比其他側面更容易拋光或“更軟”。 2011年，另一個德國研究小組發表了一篇論文解釋了這一現象。他們創建了兩顆鑽石相互滑動的計算機模擬。表面上的原子被機械地拉離它們的鍵，這使得它們能夠移動、形成新的鍵等。這種滑動形成了無結構的“無定形”層。與金剛石的晶體性質不同，該層是無序的，並且表現得更像液體而不是固體。這種非晶化效應取決於表面分子的取向，因此晶體的某些側面比其他側面更軟。
阿提拉和他的同事認為，冰中也存在類似的機制。他們模擬冰面滑動在一起，使模擬系統的溫度保持足夠低以確保不會融化。 （因此，任何光滑都會有不同的解釋。）最初，表面像磁鐵一樣相互吸引。這是因為水分子是偶極的，正電荷和負電荷的濃度不相等。一個分子的正端吸引另一個分子的負端。冰上的牽引力在滑動表面之間產生了微小的粘附力。當表面相互滑動時，粘附物溶解並形成新的粘附物，逐漸改變冰的結構。
