Çin'in eski duvarlarının yüksek mukavemeti, inşaatçıların kireç harcına ekledikleri pirinç suyuyla sağlandı. Karbonhidrat amilopektini içeren bir karışım, dünyanın ilk organik-inorganik kompozit malzemesi olabilir.
Kompozit malzemeler veya kompozitler - bileşenlerinin yararlı özelliklerini birleştirmenize izin veren çok bileşenli katı malzemeler, insan topluluklarının altyapısı için şimdiden vazgeçilmez hale gelmiştir. Kompozitlerin özelliği, malzemenin gerekli mekanik özelliklerini sağlayan takviye elemanları ile takviye elemanlarının birlikte çalışmasını sağlayan bir bağlayıcı matrisi birleştirmeleridir. Kompozit malzemeler inşaatta (betonarme) ve içten yanmalı motorlarda (sürtünme yüzeyleri ve pistonlarda kaplamalar), havacılık ve uzay bilimlerinde, zırh ve çubuk imalatında kullanılmaktadır.
Ancak kompozitler ne kadar eskidir ve ne kadar çabuk etkili olurlar? Akla gelen ilk şey, eski Mısır'da kullanılan, kilden yapılmış, ancak samanla karıştırılmış (“bağlayıcı matris” olan) ilkel tuğlalardır.
Bununla birlikte, bu tasarımlar modern, kompozit olmayan muadillerinden daha iyi olsalar da, yine de çok kusurluydular ve bu nedenle kısa ömürlü oldular. Ancak “antik kompozitler” ailesi bununla sınırlı değil. Çinli bilim adamları, Çin Seddi'nin yüzyılların baskısına karşı dayanıklılığını sağlayan antik harcın sırrının da kompozit malzeme bilimi alanında yattığını öğrenmeyi başardılar.
Eski teknoloji çok pahalıydı ama etkiliydi.
Harç, modern Asya yemeklerinin temeli olan tatlı pirinç kullanılarak yapıldı. Bir grup fiziksel kimya profesörü Bingjiang Zhang, inşaatçıların 1,5 yıl kadar erken bir tarihte pirinçten yapılmış yapışkan bir harç kullandıklarını keşfetti. Bunu yapmak için, pirinç suyu, kireç taşının (kalsiyum karbonat) yüksek sıcaklıkta kalsine edilmesiyle elde edilen sönmüş kireç (kalsiyum hidroksit) ve ardından elde edilen kalsiyum oksidin (sönmemiş kireç) suyla söndürülmesiyle elde edilen çözelti için olağan bileşenlerle karıştırıldı.
Belki de pirinç harcı, organik ve inorganik bileşenleri birleştiren dünyanın ilk tam kompozit malzemesiydi.
Sıradan kireç harcından daha güçlü ve yağmura karşı daha dayanıklıydı ve kesinlikle zamanının en büyük teknolojik atılımıydı. Sadece özellikle önemli yapıların yapımında kullanıldı: mezarlar, pagodalar ve şehir surları, bazıları bugüne kadar hayatta kaldı ve birkaç güçlü depreme ve modern buldozerlerin yıkım girişimlerine dayandı.
Bilim adamları, pirinç çözeltisinin "aktif maddesini" bulmayı başardılar. Nişastanın ana bileşenlerinden biri olan dallı glikoz molekülü zincirlerinden oluşan bir polisakarit olan amilopektin olduğu ortaya çıktı.
“Analitik bir çalışma, antik duvarcılıktaki harcın organik-inorganik bir kompozit malzeme olduğunu göstermiştir. Bileşim, termogravimetrik diferansiyel taramalı kalorimetri (DSC), X-ışını kırınımı, Fourier dönüşümü kızılötesi spektroskopisi ve taramalı elektron mikroskobu ile belirlendi. Çinli araştırmacılar bir makalede, amilopektinin inorganik bileşenli bir karışımın mikro yapısını oluşturduğu ve bu da çözeltinin değerli yapı özelliklerini sağladığı tespit edildi ”diyor.
Avrupa'da, eski Romalıların zamanından beri harca güç katmak için volkanik tozun kullanıldığını belirtiyorlar. Böylece, çözeltinin suya stabilitesini sağladılar - içinde çözülmedi, aksine sadece sertleşti. Bu teknoloji Avrupa ve Batı Asya'da yaygındı, ancak gerekli doğal malzemeler olmadığı için Çin'de kullanılmadı. Bu nedenle Çinli inşaatçılar, pirinç bazlı organik bir takviye geliştirerek bu durumdan kurtuldu.
Keşif tarihi değerinin yanı sıra pratik açıdan da önemlidir. Harcın test miktarlarının hazırlanması, harcın, tuğla veya duvardaki bağlantı malzemesinin değiştirilmesinin sıklıkla gerekli olduğu eski binaların restorasyonu için en etkili araç olmaya devam ettiğini göstermiştir.