L'elevata forza delle antiche mura della Cina era fornita dal brodo di riso, che i costruttori aggiungevano alla malta di calce. Una miscela contenente il carboidrato amilopectina potrebbe essere stato il primo materiale composito organico-inorganico al mondo.
I materiali compositi, o compositi - materiali solidi multicomponente che consentono di combinare le proprietà utili dei loro componenti, sono già diventati indispensabili per l'infrastruttura delle comunità umane. La particolarità dei compositi è che combinano elementi di rinforzo che forniscono le necessarie caratteristiche meccaniche del materiale e una matrice legante che assicura il funzionamento congiunto degli elementi di rinforzo. I materiali compositi sono utilizzati nell'edilizia (cemento armato) e nei motori a combustione interna (rivestimenti su superfici di attrito e pistoni), nell'aviazione e nell'astronautica, nella fabbricazione di armature e barre.
Ma quanti anni hanno i compositi e quanto velocemente sono diventati efficaci? La prima cosa che viene in mente sono i primitivi mattoni fatti di argilla, ma impastata con paglia (che è appunto la “matrice legante”), usati nell'antico Egitto.
Tuttavia, sebbene questi progetti fossero migliori delle moderne controparti non composite, erano ancora molto imperfetti e quindi di breve durata. Tuttavia, la famiglia degli "antichi compositi" non si limita a questo. Gli scienziati cinesi sono riusciti a scoprire che il segreto dell'antica malta, che garantisce la forza della Grande Muraglia cinese contro la pressione dei secoli, risiede anche nel campo della scienza dei materiali compositi.
L'antica tecnologia era molto costosa, ma efficace.
Il mortaio è stato realizzato utilizzando riso dolce, un alimento base dei moderni piatti asiatici. Un gruppo di professore di chimica fisica Bingjiang Zhang ha scoperto che i costruttori usavano una malta appiccicosa a base di riso già 1,5 anni fa. Per fare ciò, il brodo di riso è stato mescolato con i soliti ingredienti per la soluzione: calce spenta (idrossido di calcio), ottenuta calcinando il calcare (carbonato di calcio) ad alta temperatura, seguita dallo spegnimento dell'ossido di calcio risultante (calce viva) con acqua.
Forse la malta di riso è stata il primo materiale composito completo al mondo che combinava componenti organici e inorganici.
Era più forte e più resistente alla pioggia della comune malta di calce e fu sicuramente la più grande svolta tecnologica del suo tempo. Fu utilizzato solo nella costruzione di strutture particolarmente importanti: tombe, pagode e mura cittadine, alcune delle quali sono sopravvissute fino ai giorni nostri e hanno resistito a diversi potenti terremoti e tentativi di demolizione da parte delle moderne ruspe.
Gli scienziati sono riusciti a scoprire il "principio attivo" della soluzione di riso. Si è scoperto che si trattava di amilopectina, un polisaccaride costituito da catene ramificate di molecole di glucosio, uno dei componenti principali dell'amido.
“Uno studio analitico ha dimostrato che la malta nelle murature antiche è un materiale composito organico-inorganico. La composizione è stata determinata mediante calorimetria a scansione differenziale termogravimetrica (DSC), diffrazione di raggi X, spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier e microscopia elettronica a scansione. È stato stabilito che l'amilopectina forma la microstruttura di una miscela con un componente inorganico, che fornisce preziose proprietà costruttive della soluzione ", affermano i ricercatori cinesi in un articolo.
In Europa, notano, fin dai tempi degli antichi romani, la polvere vulcanica è stata utilizzata per aggiungere forza alla malta. Pertanto, hanno raggiunto la stabilità della soluzione all'acqua: non si è dissolta in essa, ma, al contrario, si è solo indurita. Questa tecnologia era diffusa in Europa e nell'Asia occidentale, ma non era utilizzata in Cina, poiché semplicemente non c'erano i materiali naturali necessari. Pertanto, i costruttori cinesi sono usciti dalla situazione sviluppando un integratore biologico a base di riso.
Oltre al valore storico, la scoperta è importante anche in termini pratici. La preparazione dei quantitativi di prova della malta ha dimostrato che essa rimane il mezzo più efficace per il restauro di edifici antichi, dove spesso è necessario sostituire il materiale di collegamento in laterizio o muratura.