Kineski zid podupire riža

Visoka čvrstoća drevnih kineskih zidova osigurana je juhom od riže koju su graditelji dodavali vapnenom mortu. Mješavina koja je sadržavala ugljikohidrat amilopektin možda je bila prvi organsko-anorganski kompozitni materijal na svijetu. 

Kompozitni materijali ili kompoziti - višekomponentni čvrsti materijali koji vam omogućuju kombiniranje korisnih svojstava njihovih komponenti, već su postali nezamjenjivi za infrastrukturu ljudskih zajednica. Osobitost kompozita je u tome što kombiniraju armaturne elemente koji osiguravaju potrebna mehanička svojstva materijala i vezivnu matricu koja osigurava zajedničko djelovanje armaturnih elemenata. Kompozitni materijali koriste se u graditeljstvu (armirani beton) iu motorima s unutarnjim izgaranjem (prevlake na tarnim površinama i klipovima), u zrakoplovstvu i astronautici, u izradi oklopa i šipki. 

Ali koliko su kompoziti stari i koliko brzo su postali učinkoviti? Prvo što pada na pamet su primitivne cigle napravljene od gline, ali pomiješane sa slamom (koja je samo "vezna matrica"), korištene u starom Egiptu. 

Međutim, iako su ti dizajni bili bolji od modernih nekompozitnih parnjaka, oni su još uvijek bili vrlo nesavršeni i stoga kratkog vijeka. Međutim, obitelj "drevnih kompozita" nije ograničena na ovo. Kineski znanstvenici uspjeli su otkriti da tajna drevne žbuke, koja osigurava čvrstoću Kineskog zida protiv stoljetnog pritiska, također leži u području znanosti o kompozitnim materijalima. 

Drevna tehnologija bila je vrlo skupa, ali učinkovita. 

Žbuka je napravljena od slatke riže, glavne namirnice modernih azijskih jela. Grupa profesora fizikalne kemije Bingjiang Zhang otkrila je da su graditelji koristili ljepljivu žbuku napravljenu od riže još prije 1,5 godinu. Da bi se to postiglo, rižina juha pomiješana je s uobičajenim sastojcima za otopinu – gašenim vapnom (kalcijevim hidroksidom), dobivenim kalciniranjem vapnenca (kalcijevog karbonata) na visokoj temperaturi, nakon čega je uslijedilo gašenje dobivenog kalcijevog oksida (živog vapna) vodom. 

Možda je rižin mort bio prvi potpuni kompozitni materijal na svijetu koji je kombinirao organske i anorganske komponente. 

Bio je čvršći i otporniji na kišu od običnog vapnenog morta i zasigurno je bio najveći tehnološki iskorak svog vremena. Korišten je samo u izgradnji posebno važnih građevina: grobnica, pagoda i gradskih zidina, od kojih su neke preživjele do danas i izdržale nekoliko snažnih potresa i pokušaja rušenja modernim buldožerima. 

Znanstvenici su uspjeli saznati "aktivnu tvar" otopine riže. Ispostavilo se da je to amilopektin, polisaharid koji se sastoji od razgranatih lanaca molekula glukoze, jedne od glavnih komponenti škroba. 

“Analitička studija pokazala je da je mort u starom zidanju organsko-anorganski kompozitni materijal. Sastav je određen termogravimetrijskom diferencijalnom skenirajućom kalorimetrijom (DSC), rendgenskom difrakcijom, infracrvenom spektroskopijom s Fourierovom transformacijom i skenirajućom elektronskom mikroskopijom. Utvrđeno je da amilopektin tvori mikrostrukturu smjese s anorganskom komponentom, što daje vrijedna građevna svojstva otopine”, navode kineski istraživači u članku. 

U Europi, primjećuju, još od vremena starih Rimljana, vulkanska se prašina koristila za povećanje čvrstoće žbuke. Tako su postigli stabilnost otopine na vodu - nije se otopila u njoj, već se, naprotiv, samo stvrdnula. Ova je tehnologija bila raširena u Europi i zapadnoj Aziji, ali nije korištena u Kini, jer jednostavno nije bilo potrebnih prirodnih materijala. Stoga su se kineski graditelji izvukli iz situacije razvojem organskog dodatka na bazi riže. 

Osim povijesne vrijednosti, otkriće je važno iu praktičnom smislu. Izrada probnih količina morta pokazala je da on ostaje najučinkovitije sredstvo za sanaciju starih građevina, gdje je često potrebna zamjena vezivnog materijala u opeci ili zidu.

Ostavi odgovor