Нидерландские физики объяснили, как при кристаллизации из испаряющегося раствора соли образуются сложные древообразные структуры, вырастающие далеко за пределы изначального объема жидкости. Это явление впервые было описано около века назад, но количественно описать его механизм и предложить способ его подавления удалось только сейчас, пишут ученые в Science Advances.

При испарении раствора обычной поваренной соли часто можно наблюдать довольно красивое явление: выпадающие в осадок кристаллы «заползают» на твердую поверхность, с которой контактирует раствор, и начинают расти с нее, превращаясь в причудливые древовидные структуры, выходящие далеко за пределы изначального объема жидкости. Этот эффект называют ползучестью соли (не стоит путать с ползучестью материалов под действием постоянной внешней нагрузки), и характерен он для большинства солей.

Встретиться с ползучестью соли легко в повседневной жизни — в первую очередь при испарении дождевых капель, — и поэтому ее последствия тоже хорошо заметны: ползучая соль приводит к коррозии конструкционных материалов, появлению налета на скульптурах и фресках, повреждению уличной электронной техники.

Впервые ползучесть соли описал Роджер Вашбурн больше ста лет назад и объяснял ее капиллярными эффектами в пористых материалах. В частности, он отметил другой необычный факт, связанный с ползучестью растворов солей, — это высокая скорость кристаллизации: даже в макроскопических системах характерное время образования соляных деревьев — несколько минут.

За почти век, прошедший с момента статьи Вашбурна, ученые опубликовали несколько объяснений явления, но полноценной модели, которая способна количественно описать ползучесть растворов солей, предсказать скорость кристаллизации и предложить способ подавления этого эффекта, не было.

Для создания такой модели нидерландские физики под руководством Нушина Шахидзадеха (Noushine Shahidzadeh) из Амстердамского университета внимательнее изучили динамику ползучести растворов солей. Ученые наблюдали, как растут древовидные кристаллы из испаряющихся растворов хлорида натрия, хлорида калия и сульфата натрия.