Alle kinderen die op het strand zandkastelen bouwen weten dat je behalve zand ook nog een klein beetje water moet toevoegen. Dit om te voorkomen dat het bouwsel in elkaar stort. Maar hoe komt dit? In een vandaag gepubliceerd artikel in Nature Scientific Reports geven onderzoekers van het Institute of Physics (IoP) van de Universiteit van Amsterdam antwoord.

De functie van het water in zandkastelen is om kleine ‘bruggetjes’ te vormen die de zandkorrels aan elkaar doen kleven, en zo de stevigheid van het bouwsel te vergroten. De onderzoekers tonen dat de optimale hoeveelheid water heel klein is (maar een paar procent). Als deze optimale concentratie gebruikt wordt, kunnen er zandkastelen van wel vijf meter hoog gebouwd worden.

Het onderzoeksteam onder leiding van Daniel Bonn, hoogleraar Complexe vloeistoffen, testte de theorie met succes op cilindervormige ‘laboratorium’-zandkastelen. Ze laten bovendien zien dat er met speciaal behandeld waterafstotend zand zelfs een onderwaterzandkasteel kan worden gebouwd (zie foto). Het water dat bij gewone zandkastelen als lijm dienst doet wordt bij deze onderwater-exemplaren vervangen door luchtbelletjes.

De resultaten zijn van praktisch belang voor de civiele techniek en de grondmechanica, de wetenschap die zich bezighoudt met de stabiliteit van grondstructuren.

Het onderzoek is onderdeel van het onderzoeksprogramma van de groep Soft Matter (Zachte Materie) binnen het IoP-UvA, dat de bijzondere eigenschappen van zachte materialen zoals polymeren, emulsies, of korrels (zand) bestudeert.

Publicatiegegevens

Maryam Pakpour, Mehdi Habib, Peder Møller en Daniel Bonn. How to construct the perfect sandcastle. Nature Scientific Reports (2 augustus 2012).