Wanneer je een geconcentreerde zoutoplossing op een silaanoppervlak laat verdampen, groeit het resulterende kristal capillaire pootjes om zo min mogelijk met de ondergrond in contact te staan, schrijven Amsterdamse onderzoekers in The Journal of Physical Chemistry Letters.

(Zout)kristalvorming zorgt voor lelijke plekken op gebouwen, cultureel erfgoed en tast buitenelektronica aan. Om dat tegen te gaan kun je objecten van een coating voorzien, meestal een hydrofobe laag. Maar dat kan ook desastreuze gevolgen hebben: als het zout in de stenen bijvoorbeeld niet naar buiten kan, vormen de kristallen zich in de structuur, wat tot schade leidt. Herish Salim, Paul Kolpakov, Daniel Bonn en Noushine Shahidzadeh van de Universiteit van Amsterdam onderzochten welke invloed de eigenschappen van het oppervlaktemateriaal hebben op kristalvorming en zetten de zoutkristallen letterlijk op stelten.

Shahidzadeh en collega’s ontdekten namelijk dat hydrofobiciteit alleen niet genoeg is om een oppervlak schoon te houden. Ze bestudeerden de verdamping van kleine druppeltjes met een hoge natriumchlorideconcentratie, waarbij zoutkristallen achterbleven. Afhankelijk van het soort coating groeiden kristallen zonder of juist met kleine ‘pootjes’. Super hydrofobe oppervlakken en polydimethylsiloxaan zorgden voor kristallen die groeiden vanaf de vaste stof-vloeistofinterface, maar die kristallen kwamen niet omhoog. Dat gebeurde alleen bij gesilaniseerde oppervlakken.

Normaal begint kristalvorming in de gas-vloeistofinterface, maar met dit materiaal dus ook vanaf het vaste oppervlak. De kubische zoutkristallen groeien zó dat de kristalpunten naar het oppervlak zijn gericht voor zo min mogelijk contact. Als er genoeg water verdampt is, vormen de kristallen zich alleen nog maar op die enkele punten in de vorm van dunne ‘pootjes’ die het hele kristal omhoog duwen. Het oppervlak heeft zodoende een antikleefeigenschap, wat kan helpen om oppervlaktes vrij te houden van dit soort zoutformaties.

_{Salim, H. et al. (2020) J. Phys. Chem. Lett. 11(17)}