تم توفير القوة العالية للأسوار القديمة للصين من خلال مرق الأرز ، الذي أضافه البناؤون إلى ملاط الجير. قد يكون الخليط المحتوي على الكربوهيدرات أميلوبكتين أول مادة مركبة عضوية وغير عضوية في العالم.
المواد المركبة ، أو المواد المركبة - المواد الصلبة متعددة المكونات التي تسمح لك بدمج الخصائص المفيدة لمكوناتها ، أصبحت بالفعل لا غنى عنها للبنية التحتية للمجتمعات البشرية. تكمن خصوصية المواد المركبة في أنها تجمع بين عناصر التعزيز التي توفر الخصائص الميكانيكية اللازمة للمادة ، ومصفوفة رابطة تضمن التشغيل المشترك لعناصر التسليح. تُستخدم المواد المركبة في البناء (الخرسانة المسلحة) وفي محركات الاحتراق الداخلي (الطلاءات على الأسطح الاحتكاكية والمكابس) ، وفي الطيران والملاحة الفضائية ، وفي صناعة الدروع والقضبان.
ولكن كم عمر المركبات وما مدى سرعة فعاليتها؟ أول ما يتبادر إلى الذهن هو الطوب البدائي المصنوع من الصلصال ، ولكنه ممزوج بالقش (وهو مجرد "مصفوفة الترابط") ، المستخدم في مصر القديمة.
ومع ذلك ، على الرغم من أن هذه التصميمات كانت أفضل من نظيراتها الحديثة غير المركبة ، إلا أنها كانت لا تزال غير كاملة للغاية وبالتالي لم تدم طويلاً. ومع ذلك ، فإن عائلة "المركبات القديمة" لا تقتصر على هذا. تمكن العلماء الصينيون من معرفة أن سر الهاون القديم ، الذي يضمن قوة سور الصين العظيم ضد ضغط القرون ، يكمن أيضًا في مجال علم المواد المركبة.
كانت التكنولوجيا القديمة باهظة الثمن ولكنها فعالة.
تم صنع الهاون باستخدام الأرز الحلو ، وهو عنصر أساسي في الأطباق الآسيوية الحديثة. وجدت مجموعة من أستاذ الكيمياء الفيزيائية Bingjiang Zhang أن البناة استخدموا ملاطًا لزجًا مصنوعًا من الأرز منذ 1,5 عامًا. للقيام بذلك ، تم خلط مرق الأرز مع المكونات المعتادة للمحلول - الجير المطفأ (هيدروكسيد الكالسيوم) ، الذي تم الحصول عليه عن طريق تكليس الحجر الجيري (كربونات الكالسيوم) عند درجة حرارة عالية ، متبوعًا بقطع أكسيد الكالسيوم الناتج (الجير الحي) بالماء.
ربما كانت ملاط الأرز أول مادة مركبة كاملة في العالم تجمع بين المكونات العضوية وغير العضوية.
كان أقوى وأكثر مقاومة للمطر من ملاط الجير العادي وكان بالتأكيد أعظم اختراق تكنولوجي في عصره. تم استخدامه فقط في بناء الهياكل ذات الأهمية الخاصة: المقابر والمعابد وأسوار المدينة ، والتي نجا بعضها حتى يومنا هذا وصمدت في وجه العديد من الزلازل القوية ومحاولات الهدم بواسطة الجرافات الحديثة.
تمكن العلماء من معرفة "المادة الفعالة" لمحلول الأرز. اتضح أنه أميلوبكتين ، وهو عديد السكاريد يتكون من سلاسل متفرعة من جزيئات الجلوكوز ، وهو أحد المكونات الرئيسية للنشا.
"أظهرت دراسة تحليلية أن الملاط في البناء القديم هو مادة مركبة عضوية وغير عضوية. تم تحديد التركيبة عن طريق قياس المسح الحراري التفاضلي التفاضلي (DSC) ، حيود الأشعة السينية ، التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء لتحويل فورييه والمسح المجهري الإلكتروني. لقد ثبت أن الأميلوبكتين يشكل البنية المجهرية لمزيج مع مكون غير عضوي ، مما يوفر خصائص بناء قيمة للمحلول ، كما يقول الباحثون الصينيون في مقال.
وأشاروا إلى أنه في أوروبا ، منذ زمن الرومان القدماء ، استخدم الغبار البركاني لإضافة قوة إلى الهاون. وهكذا ، حققوا استقرار محلول الماء - لم يذوب فيه ، بل على العكس من ذلك ، وصلب فقط. كانت هذه التكنولوجيا منتشرة على نطاق واسع في أوروبا وغرب آسيا ، لكنها لم تستخدم في الصين ، حيث لم تكن هناك ببساطة المواد الطبيعية اللازمة. لذلك ، خرج البناة الصينيون من الموقف من خلال تطوير مكمل عضوي قائم على الأرز.
بالإضافة إلى القيمة التاريخية ، فإن الاكتشاف مهم أيضًا من الناحية العملية. أظهر تحضير كميات الاختبار من الملاط أنه يظل الوسيلة الأكثر فاعلية لترميم المباني القديمة ، حيث غالبًا ما يكون من الضروري استبدال مادة التوصيل بالطوب أو البناء.