La alta resistencia de las antiguas murallas de China la proporcionaba el caldo de arroz, que los constructores añadían al mortero de cal. Una mezcla que contiene el carbohidrato amilopectina puede haber sido el primer material compuesto orgánico-inorgánico del mundo.
Los materiales compuestos o compuestos: materiales sólidos de múltiples componentes que le permiten combinar las propiedades útiles de sus componentes, ya se han vuelto indispensables para la infraestructura de las comunidades humanas. La peculiaridad de los composites es que combinan elementos de refuerzo que aportan las características mecánicas necesarias del material, y una matriz ligante que asegura el funcionamiento conjunto de los elementos de refuerzo. Los materiales compuestos se utilizan en la construcción (hormigón armado) y en motores de combustión interna (revestimientos de superficies de fricción y pistones), en aviación y astronáutica, en la fabricación de armaduras y varillas.
Pero, ¿qué edad tienen los composites y con qué rapidez se han hecho efectivos? Lo primero que viene a la mente son los primitivos ladrillos hechos de arcilla, pero mezclados con paja (que es solo la “matriz de unión”), utilizados en el antiguo Egipto.
Sin embargo, aunque estos diseños eran mejores que los modernos no compuestos, seguían siendo muy imperfectos y, por lo tanto, de corta duración. Sin embargo, la familia de los “antiguos composites” no se limita a esto. Los científicos chinos lograron descubrir que el secreto del mortero antiguo, que asegura la resistencia de la Gran Muralla China contra la presión de los siglos, también se encuentra en el campo de la ciencia de los materiales compuestos.
La tecnología antigua era muy costosa, pero efectiva.
El mortero se hizo con arroz dulce, un elemento básico de los platos asiáticos modernos. Un grupo del profesor de química física Bingjiang Zhang descubrió que los constructores usaban un mortero pegajoso hecho de arroz desde hace un año y medio. Para hacer esto, el caldo de arroz se mezcló con los ingredientes habituales para la solución: cal apagada (hidróxido de calcio), obtenida calcinando piedra caliza (carbonato de calcio) a alta temperatura, y luego apagando el óxido de calcio resultante (cal viva) con agua.
Quizás el mortero de arroz fue el primer material compuesto completo del mundo que combinó componentes orgánicos e inorgánicos.
Era más fuerte y más resistente a la lluvia que el mortero de cal ordinario y sin duda fue el mayor avance tecnológico de su tiempo. Se usó solo en la construcción de estructuras particularmente importantes: tumbas, pagodas y murallas de la ciudad, algunas de las cuales han sobrevivido hasta el día de hoy y han resistido varios terremotos poderosos e intentos de demolición con excavadoras modernas.
Los científicos lograron descubrir la "sustancia activa" de la solución de arroz. Resultó ser amilopectina, un polisacárido formado por cadenas ramificadas de moléculas de glucosa, uno de los principales componentes del almidón.
“Un estudio analítico ha demostrado que el mortero en la mampostería antigua es un material compuesto orgánico-inorgánico. La composición se determinó por calorimetría de barrido diferencial termogravimétrica (DSC), difracción de rayos X, espectroscopia infrarroja transformada de Fourier y microscopía electrónica de barrido. Se ha establecido que la amilopectina forma la microestructura de una mezcla con un componente inorgánico, lo que proporciona valiosas propiedades de construcción de la solución”, dicen los investigadores chinos en un artículo.
En Europa, señalan, desde la época de los antiguos romanos, el polvo volcánico se ha utilizado para añadir fuerza a la argamasa. Por lo tanto, lograron la estabilidad de la solución al agua: no se disolvió en ella, sino que, por el contrario, solo se endureció. Esta tecnología estaba muy extendida en Europa y Asia Occidental, pero no se usaba en China, ya que simplemente no había los materiales naturales necesarios. Por lo tanto, los constructores chinos salieron de la situación desarrollando un suplemento orgánico a base de arroz.
Además del valor histórico, el descubrimiento también es importante en términos prácticos. La preparación de cantidades de prueba del mortero mostró que sigue siendo el medio más efectivo para la restauración de edificios antiguos, donde a menudo es necesario reemplazar el material de conexión en ladrillo o mampostería.