استحکام بالای دیوارهای باستانی چین از آب برنج تامین می شد که سازندگان آن را به ملات آهک اضافه کردند. مخلوطی حاوی کربوهیدرات آمیلوپکتین ممکن است اولین ماده کامپوزیت آلی- معدنی جهان باشد.
مواد کامپوزیت یا کامپوزیت ها - مواد جامد چند جزئی که به شما امکان ترکیب خواص مفید اجزای خود را می دهند، قبلاً برای زیرساخت جوامع انسانی ضروری شده اند. ویژگی کامپوزیت ها این است که عناصر تقویت کننده را که ویژگی های مکانیکی لازم مواد را فراهم می کند و یک ماتریس اتصال دهنده که عملکرد مشترک عناصر تقویت کننده را تضمین می کند ترکیب می کنند. مواد کامپوزیت در ساخت و ساز (بتن مسلح) و در موتورهای احتراق داخلی (پوشش روی سطوح اصطکاکی و پیستون)، در هوانوردی و فضانوردی، در ساخت زره و میله استفاده می شود.
اما کامپوزیت ها چند قدمت دارند و چقدر سریع کارآمد شده اند؟ اولین چیزی که به ذهن می رسد آجرهای اولیه ساخته شده از خاک رس است، اما مخلوط با کاه (که فقط "ماتریس پیوند" است) که در مصر باستان استفاده می شد.
با این حال، اگرچه این طرح‌ها بهتر از نمونه‌های غیر کامپوزیتی مدرن بودند، اما همچنان بسیار ناقص و در نتیجه کوتاه‌مدت بودند. با این حال، خانواده "کامپوزیت های باستانی" به این محدود نمی شود. دانشمندان چینی موفق شدند کشف کنند که راز ملات باستانی که استحکام دیوار چین را در برابر فشار قرن ها تضمین می کند، در زمینه علم مواد کامپوزیتی نیز نهفته است.
فناوری باستانی بسیار گران، اما موثر بود.
ملات با استفاده از برنج شیرین، یکی از اصلی ترین غذاهای مدرن آسیایی ساخته می شد. گروهی از پروفسور شیمی فیزیک، بینجیانگ ژانگ دریافتند که سازندگان از ملات چسبناکی که از برنج درست شده بود، 1,5 سال پیش استفاده می کردند. برای انجام این کار، آب برنج را با مواد معمول محلول مخلوط کردند - آهک خرد شده (هیدروکسید کلسیم) که از کلسینه کردن سنگ آهک (کربنات کلسیم) در دمای بالا به دست می‌آید و سپس اکسید کلسیم (آهک سریع) با آب خاموش می‌شود.
شاید ملات برنج اولین ماده کامپوزیتی کامل در جهان بود که اجزای آلی و معدنی را با هم ترکیب می کرد.
این ملات از ملات آهک معمولی در برابر باران قوی‌تر و مقاوم‌تر بود و مطمئناً بزرگترین پیشرفت فناوری در زمان خود بود. از آن فقط در ساخت سازه های بسیار مهم استفاده شد: مقبره ها، بتکده ها و دیوارهای شهر، که برخی از آنها تا به امروز باقی مانده اند و در برابر چندین زلزله قدرتمند و تلاش های تخریب توسط بولدوزرهای مدرن مقاومت کرده اند.
دانشمندان موفق به کشف "ماده فعال" محلول برنج شدند. معلوم شد که آمیلوپکتین، پلی ساکارید متشکل از زنجیره های شاخه ای از مولکول های گلوکز، یکی از اجزای اصلی نشاسته است.
یک مطالعه تحلیلی نشان داده است که ملات در سنگ تراشی های باستانی یک ماده مرکب آلی- معدنی است. این ترکیب توسط کالریمتری روبشی تفاضلی گرماگراویمتری (DSC)، پراش اشعه ایکس، طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه و میکروسکوپ الکترونی روبشی تعیین شد. محققین چینی در مقاله ای می گویند که مشخص شده است که آمیلوپکتین ریزساختار مخلوطی را با یک جزء معدنی تشکیل می دهد که خواص ساختمانی ارزشمندی را برای محلول فراهم می کند.
آنها خاطرنشان می کنند که در اروپا از زمان رومیان باستان، گرد و غبار آتشفشانی برای افزودن استحکام به ملات استفاده شده است. بنابراین، آنها به پایداری محلول آب دست یافتند - در آن حل نشد، بلکه برعکس، فقط سخت شد. این فناوری در اروپا و آسیای غربی گسترده بود، اما در چین استفاده نشد، زیرا به سادگی مواد طبیعی لازم وجود نداشت. بنابراین، سازندگان چینی با توسعه یک مکمل ارگانیک مبتنی بر برنج از این وضعیت خارج شدند.
این کشف علاوه بر ارزش تاریخی، از نظر عملی نیز حائز اهمیت است. تهیه مقادیر آزمایشی ملات نشان داد که مؤثرترین وسیله برای مرمت بناهای باستانی است، جایی که اغلب لازم است مواد اتصال دهنده در آجر یا بنایی جایگزین شود.