Hiina müüri toetab riis

Hiina iidsetele müüridele andis kõrge tugevuse riisipuljong, mille ehitajad lisasid lubimörti. Süsivesiku amülopektiini sisaldav segu võis olla maailma esimene orgaaniline-anorgaaniline komposiitmaterjal. 

Komposiitmaterjalid ehk komposiidid – mitmekomponendilised tahked materjalid, mis võimaldavad kombineerida nende komponentide kasulikke omadusi, on inimkoosluste taristu jaoks juba hädavajalikuks muutunud. Komposiitide eripära seisneb selles, et neis on ühendatud tugevduselemendid, mis tagavad materjalile vajalikud mehaanilised omadused, ja sideainemaatriks, mis tagab armeerimiselementide ühise toimimise. Komposiitmaterjale kasutatakse ehituses (raudbetoon) ja sisepõlemismootorites (hõõrdepindade ja kolbide katted), lennunduses ja astronautikas, soomuste ja varraste valmistamisel. 

Kuid kui vanad on komposiidid ja kui kiiresti on need tõhusaks muutunud? Esimese asjana meenuvad primitiivsed savist valmistatud, kuid põhuga segatud tellised (mis on lihtsalt "sidemaatriks"), mida kasutati Vana-Egiptuses. 

Kuigi need kujundused olid paremad kui kaasaegsed mittekomposiitmaterjalid, olid need siiski väga ebatäiuslikud ja seetõttu lühiajalised. Kuid "iidsete komposiitide" perekond sellega ei piirdu. Hiina teadlastel õnnestus välja selgitada, et iidse mördi saladus, mis tagab Hiina müüri tugevuse sajanditepikkuse surve vastu, peitub ka komposiitmaterjaliteaduse valdkonnas. 

Iidne tehnoloogia oli väga kallis, kuid tõhus. 

Mördi valmistamisel kasutati magusat riisi, mis on tänapäevaste Aasia roogade põhitoode. Füüsikalise keemia professori Bingjiang Zhangi rühm leidis, et ehitajad kasutasid riisist valmistatud kleepuvat mörti juba 1,5 aastat tagasi. Selleks segati riisipuljong lahuse jaoks tavapäraste koostisosadega – kustutatud lubjaga (kaltsiumhüdroksiid), mis saadi lubjakivi (kaltsiumkarbonaadi) kaltsineerimisel kõrgel temperatuuril, millele järgnes saadud kaltsiumoksiidi (kustutatud lubi) kustutamine veega. 

Võib-olla oli riisimört maailmas esimene terviklik komposiitmaterjal, mis ühendas orgaanilisi ja anorgaanilisi komponente. 

See oli tugevam ja vihmakindlam kui tavaline lubimört ning oli kindlasti oma aja suurim tehnoloogiline läbimurre. Seda kasutati ainult eriti oluliste ehitiste ehitamisel: hauakambrite, pagoodide ja linnamüüride ehitamisel, millest osa on säilinud tänapäevani ning talunud mitmeid võimsaid maavärinaid ja tänapäevaste buldooserite lammutuskatseid. 

Teadlastel õnnestus välja selgitada riisilahuse "toimeaine". Selgus, et see on amülopektiin, polüsahhariid, mis koosneb glükoosi molekulide hargnenud ahelatest, mis on tärklise üks põhikomponente. 

«Analüütiline uuring on näidanud, et iidse müüritise mört on orgaaniline-anorgaaniline komposiitmaterjal. Koostis määrati termogravimeetrilise diferentsiaalse skaneeriva kalorimeetria (DSC), röntgendifraktsiooni, Fourier' teisenduse infrapunaspektroskoopia ja skaneeriva elektronmikroskoopia abil. On kindlaks tehtud, et amülopektiin moodustab anorgaanilise komponendiga segu mikrostruktuuri, mis annab lahuse väärtuslikud ehitusomadused, ”ütlevad Hiina teadlased artiklis. 

Nad märgivad, et Euroopas on alates iidsete roomlaste ajast kasutatud mördi tugevuse lisamiseks vulkaanilist tolmu. Nii saavutasid nad lahuse stabiilsuse vee suhtes – see ei lahustunud selles, vaid vastupidi, ainult kõvastus. See tehnoloogia oli Euroopas ja Lääne-Aasias laialt levinud, kuid Hiinas seda ei kasutatud, kuna seal lihtsalt polnud vajalikke looduslikke materjale. Seetõttu tulid Hiina ehitajad olukorrast välja, töötades välja orgaanilise riisipõhise toidulisandi. 

Lisaks ajaloolisele väärtusele on avastus oluline ka praktilises mõttes. Mördi katsekoguste valmistamine näitas, et see jääb kõige tõhusamaks vahendiks iidsete hoonete taastamisel, kus telliskivis või müüritises on sageli vaja ühendusmaterjali välja vahetada.

Jäta vastus