Kekuatan tinggi tembok kuno Cina disediakan oleh kaldu beras, yang ditambahkan oleh pembangun ke mortar kapur. Campuran yang mengandung karbohidrat amilopektin mungkin merupakan bahan komposit organik-anorganik pertama di dunia.
Bahan komposit, atau komposit – bahan padat multi-komponen yang memungkinkan Anda untuk menggabungkan sifat berguna dari komponennya, telah menjadi sangat diperlukan untuk infrastruktur komunitas manusia. Keunikan komposit adalah bahwa mereka menggabungkan elemen penguat yang memberikan karakteristik mekanis material yang diperlukan, dan matriks pengikat yang memastikan operasi gabungan elemen penguat. Bahan komposit digunakan dalam konstruksi (beton bertulang) dan dalam mesin pembakaran internal (pelapis pada permukaan gesekan dan piston), dalam penerbangan dan astronotika, dalam pembuatan baju besi dan batang.
Tapi berapa umur komposit dan seberapa cepat mereka menjadi efektif? Hal pertama yang terlintas dalam pikiran adalah batu bata primitif yang terbuat dari tanah liat, tetapi dicampur dengan jerami (yang hanya merupakan "matriks pengikat"), yang digunakan di Mesir kuno.
Namun, meskipun desain ini lebih baik daripada rekan non-komposit modern, mereka masih sangat tidak sempurna dan karena itu berumur pendek. Namun, keluarga "komposit kuno" tidak terbatas pada ini. Ilmuwan Tiongkok berhasil menemukan bahwa rahasia mortar kuno, yang memastikan kekuatan Tembok Besar Tiongkok melawan tekanan berabad-abad, juga terletak di bidang ilmu material komposit.
Teknologi kuno sangat mahal, tetapi efektif.
Mortar dibuat menggunakan nasi manis, makanan pokok Asia modern. Sekelompok profesor kimia fisik Bingjiang Zhang menemukan bahwa pembangun menggunakan mortar lengket yang terbuat dari beras sejak 1,5 tahun yang lalu. Untuk melakukan ini, kaldu beras dicampur dengan bahan-bahan biasa untuk larutan – kapur mati (kalsium hidroksida), diperoleh dengan mengapur batu kapur (kalsium karbonat) pada suhu tinggi, diikuti dengan mengencerkan kalsium oksida yang dihasilkan (kapur kapur) dengan air.
Mungkin mortar beras adalah material komposit lengkap pertama di dunia yang menggabungkan komponen organik dan anorganik.
Itu lebih kuat dan lebih tahan terhadap hujan daripada mortar kapur biasa dan tentu saja merupakan terobosan teknologi terbesar pada masanya. Itu hanya digunakan dalam pembangunan struktur yang sangat penting: makam, pagoda, dan tembok kota, beberapa di antaranya bertahan hingga hari ini dan bertahan dari beberapa gempa bumi yang kuat dan upaya pembongkaran oleh buldoser modern.
Para ilmuwan berhasil menemukan "zat aktif" dari larutan beras. Ternyata amilopektin, polisakarida yang terdiri dari rantai bercabang molekul glukosa, salah satu komponen utama pati.
“Sebuah studi analitik telah menunjukkan bahwa mortar pada pasangan bata kuno adalah bahan komposit organik-anorganik. Komposisi ditentukan oleh kalorimetri pemindaian diferensial termogravimetri (DSC), difraksi sinar-X, spektroskopi inframerah transformasi Fourier dan mikroskop elektron pemindaian. Telah ditetapkan bahwa amilopektin membentuk struktur mikro campuran dengan komponen anorganik, yang memberikan sifat bangunan yang berharga dari larutan, ”kata para peneliti Cina dalam sebuah artikel.
Di Eropa, mereka mencatat, sejak zaman Romawi kuno, debu vulkanik telah digunakan untuk menambah kekuatan mortar. Dengan demikian, mereka mencapai stabilitas larutan air - tidak larut di dalamnya, tetapi, sebaliknya, hanya mengeras. Teknologi ini tersebar luas di Eropa dan Asia Barat, tetapi tidak digunakan di Cina, karena tidak ada bahan alami yang diperlukan. Oleh karena itu, pembangun Cina keluar dari situasi tersebut dengan mengembangkan suplemen berbasis beras organik.
Selain nilai sejarah, penemuan itu juga penting dari segi praktis. Persiapan jumlah uji mortar menunjukkan bahwa itu tetap merupakan cara yang paling efektif untuk restorasi bangunan kuno, di mana seringkali diperlukan untuk mengganti bahan penghubung dengan batu bata atau pasangan bata.