Een kristal associëren we al snel met iets moois: een fonkelend mineraal, een sneeuwvlok of een zoutkorrel. Maar kristallen kunnen ook een stille sloper zijn. In de poriën van een eeuwenoude muur kunnen ze zoveel druk uitoefenen dat steen afbrokkelt en schilderingen loslaten. Prof. Noushine Shahidzadeh onderzoekt hoe dat gebeurt – en vooral: hoe we het kunnen voorkomen.
Tekst Anita Boelsums | Fotografie Frank Schoevaart
Het interview met Noushine Shahidzadeh vindt plaats terwijl zij op vakantie is in Frankrijk. Videobellen dus, in het Engels, met een haperende verbinding, maar dat doet niets af aan de vakantiesfeer. Haar man Daniel Bonn zit naast haar om ingewikkelde details zo nodig in het Nederlands te verduidelijken. Shahidzadeh is hoofd van de Van der Waals-Zeeman-divisie van het Institute of Physics van de UvA. Ook Bonn werkt op het Science Park, hun kantoren grenzen aan elkaar.
Creatief
‘Ik was een heel gewoon meisje’ maar wel een van de beste leerlingen van mijn klas, zo beschrijft ze haar jeugd, ‘helemaal niet bezig met wetenschappelijke dingen, maar wel erg creatief, ik maakte van alles.’ Ze groeit op in Teheran, Iran, in een ambassadeursgezin met twee zussen. Haar vader is politicoloog, haar moeder heeft een juridische scholing. Door haar vader’s werk als diplomaat verhuist de familie vaak en daarom zit ze op een Franse internationale school. Ze heeft een voorliefde voor scheikunde en natuurkunde. Op haar zeventiende verhuist ze naar Frankrijk om daar fysische chemie te studeren. Haar man ontmoet ze tijdens een congres in Zwitserland. Ze krijgen samen twee kinderen.
Schoonheid
Tijdens haar werk als onderzoeker in Frankrijk wordt Shahidzadeh door het Franse ministerie van Cultuur benaderd vanwege problemen met zoutkristallen die zich vormen in muren en daar schade aanrichten. Men wil een meer fundamentele studie naar methodes om het zout uit de stenen te verwijderen. ‘Zo ben ik in dit werkveld terechtgekomen’, vertelt ze. Daar ontstond haar interesse voor kristallen. Allereerst omdat ze zo prachtig zijn en omdat er zoveel soorten in de natuur voorkomen. ‘Ik ben gefascineerd door de schoonheid en ook door de manier waarop ze ontstaan’, vertelt Shahidzadeh. ‘Maar als kristallen zich vormen in hele kleine ruimtes, bijvoorbeeld in de poriën van steen, kunnen ze druk uitoefenen op het materiaal. Dat kan enorme schade veroorzaken.’
Marie Curie
Had ze een rolmodel tijdens haar studie? Een volmondig ja is het antwoord. ‘Het gebouw waar ik mijn onderzoek deed lag naast het oude lab van Marie Curie, tegenwoordig een museum. Ik liep elke dag langs haar werkplek, in de straten waar zij ook had gelopen en daar was ik me zeer van bewust. Ik had zelfs posters van haar in mijn kantoor en kamer hangen en ik heb er alles aan gedaan om de verdediging van mijn proefschrift te laten plaatsvinden in het amfitheater waar zij altijd lesgaf.’ Vrouwen in de exacte wetenschap moeten zich nog steeds vaak bewijzen, net als Marie Curie. ‘Ze heeft het zwaar gehad in dat opzicht. Het is haar gelukt, een voorbeeld voor ons allemaal.’
Suikerklontje
Hoe komen die kristallen eigenlijk in een muur terecht? Het antwoord begint bij water. In de bodem bevinden zich mineralen en zouten. Als het regent, stroomt water door de grond en lost een deel van die zouten op. Als het regent, stroomt water door de grond en lost een deel van die zouten op. De zoutoplossing kan vervolgens worden opgenomen door poreuze materialen, zoals baksteen of natuursteen. ‘Het is een beetje zoals een suikerklontje dat je in je koffie doet’, legt Shahidzadeh uit. ‘Het materiaal zuigt het water op.’
Wanneer het water verdampt, blijven de opgeloste zouten achter. Aan de buitenkant van een muur kan dat leiden tot witte vlekken – ontsierend, maar meestal niet direct gevaarlijk. Het probleem ontstaat wanneer de kristallen zich ín het materiaal vormen. Daar kunnen ze zoveel druk op de poriënwanden uitoefenen dat het materiaal gaat afbrokkelen of barsten. Bij een kerkfresco kunnen daardoor verflagen loslaten.
‘Het is niet zo dat één keer nat worden en opdrogen meteen grote schade veroorzaakt’, legt Shahidzadeh uit. ‘Het gaat om de cycli. Het regent, het zout lost op, daarna verdampt het water en kristalliseert het zout opnieuw. Dat gebeurt steeds weer.’ Ook de luchtvochtigheid speelt een rol. Shahidzadeh onderzoekt wat er gebeurt wanneer verschillende soorten zouten sámen aanwezig zijn. ‘In de natuur heb je eigenlijk nooit maar één zout. Je hebt mengsels. En die verschillende ionen beïnvloeden elkaars gedrag. Dat maakt het veel complexer.’
Delftse tegeltjes
Bij het onderzoek gebruikt ze geavanceerde microscopische technieken. Zo kan ze het proces in detail en sinds kort ook in ‘real time’ volgen. Met röntgenmicrotomografie kunnen onderzoekers zelfs ín het materiaal kijken. ‘Een paar jaar geleden hebben we onderzocht wat er gebeurt bij antieke Delftse tegeltjes in contact met zoutoplossing.’ Onder de microscoop ontstaat zo een beeld van wat er tussen de glazuurlaag en de kleilaag gebeurt terwijl water verdampt en kristallen groeien. Haar onderzoek verbindt natuurkunde en scheikunde met de conservering van cultureel erfgoed.
Kleimasker
Hoe krijg je het zout er weer uit als het eenmaal in een monument zit? Helemaal verwijderen is vaak onmogelijk. Wel kunnen restauratoren proberen een deel van de zouten naar het oppervlak te trekken. Daarvoor bestaan zogenaamde ‘poultices’: poreuze materialen die vocht en daarin opgeloste zouten opnemen.
Shahidzadeh vergelijkt het zelf met een gezichtsmasker van klei. ‘Je gebruikt een kleimasker om vuil uit je huid te halen. Hier doe je eigenlijk hetzelfde, maar dan met een muur.’
Grote schade
De sleutel tot het probleem is dus niet alleen het zout, maar vooral het water. Zolang een zout droog in een muur zit, kan er weinig gebeuren. Zodra vocht het oplost, begint het te reizen door de poriën van het materiaal. Bij verdamping ontstaan opnieuw kristallen – en juist die steeds terugkerende cyclus kan uiteindelijk grote schade veroorzaken. Haar onderzoek kan daarom ook helpen om problemen vóór een restauratie te voorkomen. Door vooraf rekening te houden met vocht- en zoutbelasting kunnen materialen gekozen worden die daartegen bestand zijn en zo vervolgschade voorkomen.
Cosmetica
Haar kennis gebruikt Shahidzadeh ook voor een van haar hobby’s: ze maakt haar eigen gezichtscrèmes en maskers. ‘Ik werk ook met allerlei cremes en zepen. Op een gegeven moment dacht ik: waarom koop ik al die cosmetica eigenlijk? Ik kan het zelf maken.’ Ze heeft inmiddels talloze recepten. Daarnaast is schilderen een grote hobby. Meestal werkt ze met acrylverf, maar momenteel is ze bezig met een olieverfschilderij. Over de vraag wat ze nog gaan doen tijdens de vakantie hoeft ze dan ook niet lang na te denken: ‘Voorlopig ga ik heerlijk schilderen!’
