水中で固まる砂

水に入れると粘土のようになり、水から出すとサラサラの砂に戻る。
そんな不思議な砂があると知り、入手してみました。

100均でよく売られているようです。

原材料は二酸化ケイ素と表記されています。
二酸化ケイ素の粒子にそんな性質があるとは思えないのですが......

水に入れてみましょう。

確かに固まり、粘土のようになりました。

水中からすくい上げると...

サラサラの砂に戻りました！

そして、この時点で何が起きているか分かりました。
水中の砂は空気を大量に含んでいます。
また、水面に少しずつ落とすと、バラバラの砂がすぐに集まってきます。
つまり、疎水性の高い二酸化ケイ素粒子を使っているため、水の中に入れると疎水性の砂が集まってカタマリになるんです（疎水性相互作用）。

砂が水をよくはじくので、下の写真のような現象もみられます。

水に浮いた砂の上に、細かい砂に包まれた水滴がのっています。

砂が水の中に沈むとき、水をはじくために空気も一緒に入っていきます。

水中でバラバラにしようとスプーンなどでつついても、水と全く混ざらないので凝集した状態を維持します。

ここで、サラダ油に入れてみましょう。

疎水性の油の中では固まりません。サラサラのままです。

比較すると違いがよく分かります。
油に沈んだ砂は空気を含まず、カタマリにもなっていませんね。

二酸化ケイ素は、結晶状態の違いや純度などで様々な種類があります。
砂に使われているのは特に疎水性の高いものと思われます。
劇的に変化するので、演示実験に向いていますね。

原理が分かっていても不思議に感じます。