Een slimme uitvinding vergeet de mensheid niet zomaar, zou je denken. Toch waren er niet lang na het jaar nul al een soort stoommachientjes – die pas meer dan een millennium later werden herontdekt. En zo waren er nog wel meer briljante bedenksels die eeuwenlang van het wereldtoneel verdwenen.

Qutb Minar is een verzameling eeuwenoude monumenten in het sultanaat van Delhi. Tussen twee imposante moskeeën en een toren zo hoog als een gemiddelde kerktoren staat een bescheiden zuil van zo’n 7 meter. Toch is deze IJzeren Pilaar van Delhi het indrukwekkendst. Hij is namelijk al 1600 jaar oud en bestaat voornamelijk – zoals de naam doet vermoeden – uit ijzer. In 2018 stortte de Ponte Morandi, een brug in het Italiaanse Genua, al na vijftig jaar in door roestvorming. Hoe kan het dan dat deze pilaar 1600 moessons heeft overleefd?

Wie vond RVS uit?

Vier jaar lang zocht een Indiaas team van scheikundigen naar het antwoord op die vraag. De ­wetenschappers analyseerden een monstertje van de paal met röntgendiffractie. De verstrooiing van röntgenstraling toonde de atoomstructuur van het materiaal. Uit het onderzoek bleek dat 1 procent van de pilaar uit fosfor bestaat. Dat is ongeveer twintig keer meer fosfor dan in modern ijzer.

En wat deed dat fosfor dan? Zodra ijzer met water en zuurstof in aanraking komt, ontstaat er een laag ijzeroxiden. Oftewel: roest. De pilaar van Delhi maakt ook een laagje ijzeroxiden aan als hij nat wordt. Maar door de hoge concentratie fosfor verandert de samenstelling van deze ijzer­oxiden in ijzerwaterstoffosfaathydraat, ook wel misawite, naar de Japanse wetenschapper en ontdekker van de stof, Toshihei Misawa. Net als roest is misawite een vorm van corrosie, maar in tegenstelling tot roest is misawite een stabiele stof. Dat betekent dat de laag maximaal 0,05 millimeter van het ijzer aantast en dan ophoudt met groeien. Dit laagje houdt vervolgens andere vormen van corrosie tegen. Doordat de pilaar continu in aanraking komt met zuurstof en water, wordt deze chemische huid steeds opnieuw aangemaakt.

Dit principe lijkt erg op de werking van modern roestvast staal (rvs), dat in de achttiende eeuw in Amerika werd ontwikkeld. Rvs is een mix van allerlei elementen zoals ijzer, nikkel, koolstof en mangaan. Het belangrijkste ingrediënt is chroom; hoe meer hoe beter. Met minimaal 11 procent chroom ontstaat om het staal een laag van dichroomtrioxide. Deze stof biedt een vergelijkbare zelfhelende bescherming die de pilaar van Delhi al sinds de vijfde eeuw bezit. Voor de Indiërs kwam rvs dus als mosterd na ruim anderhalf millennium aan maaltijden.

Dit is een voorbeeld uit het kaderverhaal 5 opnieuw uitgevonden wielen te vinden in KIJK 8/2022. Deze editie ligt in de winkel van 21 juli tot augustus.

Meer informatie:

• Nature: Carbon nanotubes in an ancient Damascus sabre
• National Geographic: Carbon nanotechnology in an 17th century Damascus sword
• Engadget: The ancient earthquake detector that puzzled modern historians
• Gizmodo: The Amazing Ancient Machines of Hero of Alexandria
• KIJK: Happy Pi-day: vijf weetjes over π

Tekst: Loys Bakker

Beeld: De Gateway Arch in St. Louis, Missouri, is deels van roestvast staal gemaakt. © Daniel Ramirez/CC BY 2.0

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!