Didelio stiprumo senovės Kinijos sienoms suteikė ryžių sultinys, kurį statybininkai įpylė į kalkių skiedinį. Mišinys, kurio sudėtyje yra angliavandenių amilopektino, galėjo būti pirmoji pasaulyje organinė-neorganinė kompozicinė medžiaga.
Kompozitinės medžiagos, arba kompozitai – daugiakomponentės kietos medžiagos, leidžiančios derinti naudingąsias jų komponentų savybes, jau tapo nepakeičiamomis žmonių bendruomenių infrastruktūrai. Kompozitų ypatumas yra tas, kad juose sujungiami armavimo elementai, suteikiantys reikiamas mechanines medžiagos charakteristikas, ir rišiklio matrica, užtikrinanti bendrą armatūros elementų veikimą. Kompozitinės medžiagos naudojamos statybose (gelžbetonis) ir vidaus degimo varikliuose (trinties paviršių ir stūmoklių dangos), aviacijoje ir astronautikoje, šarvų ir strypų gamyboje.
Tačiau kiek metų yra kompozitai ir kaip greitai jie tapo veiksmingi? Pirmas dalykas, kuris ateina į galvą, yra senovės Egipte naudotos primityvios plytos, pagamintos iš molio, bet sumaišytos su šiaudais (tai yra tik „rišimo matrica“).
Tačiau, nors šie dizainai buvo geresni už šiuolaikinius nekompozicinius analogus, jie vis tiek buvo labai netobuli ir todėl trumpalaikiai. Tačiau „senovinių kompozitų“ šeima tuo neapsiriboja. Kinijos mokslininkams pavyko išsiaiškinti, kad senovinio skiedinio, užtikrinančio Didžiosios kinų sienos tvirtumą prieš šimtmečių spaudimą, paslaptis slypi ir kompozicinių medžiagų mokslo srityje.
Senovės technologija buvo labai brangi, bet efektyvi.
Skiedinys buvo gaminamas naudojant saldžius ryžius, kurie yra pagrindinis šiuolaikinių Azijos patiekalų produktas. Fizinės chemijos profesoriaus Bingjiang Zhang grupė nustatė, kad statybininkai lipnų skiedinį, pagamintą iš ryžių, naudojo dar prieš 1,5 metų. Tam ryžių sultinys buvo sumaišytas su įprastais tirpalui skirtais ingredientais – gesintomis kalkėmis (kalcio hidroksidu), gautomis aukštoje temperatūroje kalcinuojant kalkakmenį (kalcio karbonatą), o po to gautą kalcio oksidą (gesintą kalkę) gesinant vandeniu.
Galbūt ryžių skiedinys buvo pirmoji pasaulyje visa kompozicinė medžiaga, sujungusi organinius ir neorganinius komponentus.
Jis buvo stipresnis ir atsparesnis lietui nei įprastas kalkių skiedinys ir tikrai buvo didžiausias savo laikų technologinis laimėjimas. Jis buvo naudojamas tik statant ypač svarbius statinius: kapus, pagodas ir miesto sienas, kai kurie iš jų išlikę iki šių dienų ir atlaikę kelis galingus žemės drebėjimus bei šiuolaikinių buldozerių bandymus sugriauti.
Mokslininkams pavyko išsiaiškinti ryžių tirpalo „veikliąją medžiagą“. Paaiškėjo, kad tai amilopektinas – polisacharidas, susidedantis iš išsišakojusių gliukozės molekulių grandinių, vienos iš pagrindinių krakmolo komponentų.
„Analitinis tyrimas parodė, kad senovinio mūro skiedinys yra organinė-neorganinė kompozicinė medžiaga. Sudėtis buvo nustatyta termogravimetrine diferencine skenuojančia kalorimetrija (DSC), rentgeno spindulių difrakcija, Furjė transformacijos infraraudonųjų spindulių spektroskopija ir skenuojančia elektronine mikroskopija. Nustatyta, kad amilopektinas sudaro mišinio su neorganiniu komponentu mikrostruktūrą, kuri suteikia vertingų statybinių tirpalo savybių“, – rašo Kinijos mokslininkai straipsnyje.
Jie pažymi, kad Europoje nuo senovės romėnų laikų vulkaninės dulkės buvo naudojamos skiedinio stiprumui suteikti. Taip jie pasiekė tirpalo stabilumą vandeniui – jis jame netirpsta, o, atvirkščiai, tik sukietėjo. Ši technologija buvo plačiai paplitusi Europoje ir Vakarų Azijoje, tačiau nebuvo naudojama Kinijoje, nes tiesiog nebuvo reikiamų natūralių medžiagų. Todėl Kinijos statybininkai išsisuko iš padėties sukūrę ekologiškų ryžių priedą.
Be istorinės vertės, atradimas svarbus ir praktine prasme. Paruošus bandomuosius skiedinio kiekius, paaiškėjo, kad jis išlieka efektyviausia priemone restauruojant senovinius pastatus, kur dažnai tenka keisti jungiamąją medžiagą į plytas ar mūrą.