結晶が成長する理論は新しいものではありません。科学者によると、雨水に溶けた環境中の塩分が石の細孔に入り、そこで小さな結晶として沈着します。水が細孔に運ぶ塩分が多ければ多いほど、結晶の種はより多く成長しますか？毛穴の壁に当たるまで。それ以上成長しても結晶サイズは増加しませんが、むしろ結晶内および細孔壁の圧力が増加します。その結果、石は脆くなり、時間の経過とともにより多くの破片が欠けてしまいます。しかし、細孔内の圧力を測定することができなかったため、この理論の確認はこれまでのところ失敗しています。
コピンガ氏らは今回、圧力の上昇を間接的に検出するために、測定に迂回路を選択した。彼らは、高圧が石の耐久性に影響を与えるだけでなく、結晶塩の水への溶解度などの他の特性にも影響を与えるという事実を利用しました。圧力が高くなるほど、溶解した塩の粒子がすでに形成された結晶上に堆積するのが難しくなります。その結果、水中の塩の溶解度が増加します。
これはまさに、研究者らが多孔質ガラス片を塩溶液に浸したときに観察された効果です。ガラス片が存在する場合、塩はガラスがない場合よりも溶解しやすくなります。科学者らは、実際には細孔内で高圧が発生していると結論付けています。彼らはこれらの圧力の測定にも成功しました。孔径が 100 万分の 7 ～ 10 ミリメートルの場合、最大 13 メガパスカルの圧力がありました。これは、ほとんどの建築材料の破壊強度を約4倍上回っているとサイエンス誌は報告している。研究者らは現在、その結果を利用して、塩気の有害な影響から建物や記念碑をより良く保護したいと考えている。
研究者のオリジナルの研究は、ジャーナルPhysical Review Letters (Vol. 94、p. 075503)に掲載されています。
