Vysokú pevnosť starovekým čínskym múrom dodával ryžový vývar, ktorý stavitelia pridávali do vápennej malty. Zmes obsahujúca sacharidový amylopektín mohla byť prvým organicko-anorganickým kompozitným materiálom na svete.
Kompozitné materiály alebo kompozity – viaczložkové pevné materiály, ktoré umožňujú kombinovať úžitkové vlastnosti ich komponentov, sa už stali nenahraditeľnými pre infraštruktúru ľudských komunít. Zvláštnosťou kompozitov je, že kombinujú výstužné prvky, ktoré poskytujú potrebné mechanické vlastnosti materiálu, a spojivovú matricu, ktorá zaisťuje spoločnú činnosť výstužných prvkov. Kompozitné materiály sa používajú v stavebníctve (železobetón) a v spaľovacích motoroch (nátery na trecích plochách a piestoch), v letectve a kozmonautike, pri výrobe pancierovania a prútov.
Ale ako staré sú kompozity a ako rýchlo sa stali účinnými? Prvá vec, ktorá príde na myseľ, sú primitívne tehly vyrobené z hliny, ale zmiešané so slamou (čo je len „spojovacia matrica“), používané v starovekom Egypte.
Aj keď boli tieto návrhy lepšie ako moderné nekompozitné náprotivky, stále boli veľmi nedokonalé, a preto mali krátke trvanie. Rodina „starodávnych kompozitov“ však nie je obmedzená na toto. Čínskym vedcom sa podarilo zistiť, že tajomstvo starodávnej malty, ktorá zabezpečuje pevnosť Veľkého čínskeho múru proti tlaku storočí, spočíva aj v oblasti vedy o kompozitných materiáloch.
Staroveká technológia bola veľmi drahá, ale účinná.
Malta bola vyrobená zo sladkej ryže, ktorá je základom moderných ázijských jedál. Skupina profesora fyzikálnej chémie Bingjiang Zhang zistila, že stavitelia používali lepkavú maltu vyrobenú z ryže už pred 1,5 rokmi. Na tento účel sa ryžový vývar zmiešal s bežnými prísadami do roztoku – haseným vápnom (hydroxid vápenatý), získaným kalcináciou vápenca (uhličitanu vápenatého) pri vysokej teplote, po ktorom nasledovalo hasenie vzniknutého oxidu vápenatého (nehasené vápno) vodou.
Možno bola ryžová malta prvým kompletným kompozitným materiálom na svete, ktorý kombinoval organické a anorganické zložky.
Bola pevnejšia a odolnejšia voči dažďu ako bežná vápenná malta a bola určite najväčším technologickým prelomom svojej doby. Používal sa len pri stavbe obzvlášť dôležitých stavieb: hrobiek, pagod a mestských hradieb, z ktorých niektoré prežili dodnes a odolali niekoľkým silným zemetraseniam a demolačným pokusom moderných buldozérov.
Vedcom sa podarilo zistiť „účinnú látku“ ryžového roztoku. Ukázalo sa, že ide o amylopektín, polysacharid pozostávajúci z rozvetvených reťazcov molekúl glukózy, jednej z hlavných zložiek škrobu.
„Analytická štúdia ukázala, že malta v starovekom murive je organicko-anorganický kompozitný materiál. Zloženie bolo stanovené termogravimetrickou diferenciálnou skenovacou kalorimetriou (DSC), rôntgenovou difrakciou, infračervenou spektroskopiou s Fourierovou transformáciou a skenovacou elektrónovou mikroskopiou. Zistilo sa, že amylopektín tvorí mikroštruktúru zmesi s anorganickou zložkou, ktorá poskytuje cenné stavebné vlastnosti roztoku, “uvádzajú čínski vedci v článku.
Poznamenávajú, že v Európe sa od čias starých Rimanov používal sopečný prach na dodanie pevnosti malte. Dosiahli tak stálosť roztoku voči vode – tá sa v nej nerozpúšťala, ale naopak len vytvrdzovala. Táto technológia bola rozšírená v Európe a západnej Ázii, ale v Číne sa nepoužívala, pretože tam jednoducho neboli potrebné prírodné materiály. Čínski stavitelia sa preto dostali zo situácie vyvinutím doplnku na báze organickej ryže.
Okrem historickej hodnoty je objav dôležitý aj z praktického hľadiska. Príprava skúšobných množstiev malty ukázala, že zostáva najefektívnejším prostriedkom pri obnove starobylých budov, kde je často potrebné nahradiť spojovací materiál v tehle alebo murive.